Orbital Matter tuyên bố vệ tinh Replicator 2 của họ đã tạo ra một thanh dầm cứng dài 50 cm ngay trong môi trường chân không ngoài không gian. Công ty gọi đây là thành tựu đầu tiên của một tàu vũ trụ hoạt động tự do trên quỹ đạo quanh Trái Đất.
Đột phá này có thể giúp các kỹ sư xây dựng những cấu trúc lớn hơn trên quỹ đạo trong tương lai. Tuy nhiên, một vật thể dài nửa mét còn lâu mới được xem là sản phẩm có tính khả thi về mặt thương mại. Năm 2023, Redwire, công ty nhận hỗ trợ từ NASA, đã tạo ra những thanh dầm tương tự trong buồng chân không trên Trái Đất; tuy nhiên, khác với thử nghiệm của Orbital Matter, thí nghiệm này chưa từng được tiến hành ngoài không gian.
Tia cực tím biến nhựa resin thành thanh dầm trong chân không như thế nào
Việc xây dựng các cấu trúc lớn hơn trên quỹ đạo bắt đầu từ một thách thức thực tế: làm thế nào để tạo ra một thanh dầm cứng trong chân không vũ trụ? Máy in của Orbital Matter đùn các cuộn nhựa resin, sau đó tia cực tím làm cứng chúng thành hình trụ. Quy trình này không cần gia nhiệt. Điều đó rất quan trọng trong không gian, nơi ESA giải thích rằng không có không khí để mang nhiệt đi.
Công nghệ này cũng có thể giải quyết một vấn đề khác: kích thước khi phóng. Hiện nay, các tấm pin mặt trời và ăng-ten phải được gấp lại để vừa bên trong tên lửa. In các thanh dầm đỡ chúng trên quỹ đạo có thể giúp các kỹ sư xây dựng những cấu trúc lớn hơn mà không bị ràng buộc bởi các giới hạn tương tự. Kỹ sư Advenit Makaya của ESA đã nhấn mạnh hạn chế này của các thiết kế truyền thống:
“Các cấu trúc có thể triển khai sẽ chạm đến một giới hạn nhất định.”
Từ CubeSat 3U đến bốn máy in trên Replicator 2
Kể từ khi thành lập vào năm 2022, Orbital Matter đã theo đuổi mục tiêu xây dựng các cấu trúc lớn hơn trong không gian. Công ty có trụ sở tại Warsaw và Berlin, do Jakub Stojek và Robert Ihnatisin sáng lập, đã huy động được 3 triệu đô la vốn trong giai đoạn đầu. CubeSat đầu tiên của công ty, có kích thước 3U, được phóng lên bằng tên lửa Ariane 6 vào năm 2024. Mục tiêu là in một thanh dầm dài 50 cm ở độ cao 580 km. Tuy nhiên, chưa có kết quả thành công nào được công bố.
Công ty tiếp tục phát triển Replicator 2 và phóng thiết bị này vào ngày 7 tháng 7 năm 2026. Thiết bị được trang bị bốn máy in. Thử nghiệm ban đầu khiến lượng nhựa resin được phun ra quá nhiều, buộc công ty phải sửa đổi phần mềm. Sau đó, một máy in bị hỏng, nhưng một máy khác đã triển khai thành công một tấm pin mặt trời linh hoạt. Dù gặp trở ngại, kết quả này vẫn tiếp thêm hy vọng cho Stojek. Trong cuộc phỏng vấn với TechCrunch, ông nói:
“Replicator 2 là bằng chứng đầu tiên cho thấy chúng tôi có thể đơn giản là xây dựng tấm pin ngay trong không gian.”
Hành trình từ 50 cm đến 100 kilowatt
Việc triển khai thành công tấm pin mặt trời của Replicator 2 mới chỉ là bước đầu. Orbital Matter muốn xây dựng những cấu trúc lớn hơn nhiều, bao gồm các cần dài tới 100 mét. Đó là bước nhảy vọt so với thanh dầm dài 50 cm hiện nay của công ty.
Kế hoạch trước đó dự kiến dùng hai thanh dầm dài 3 mét để đỡ một tấm pin mặt trời công suất 1 kilowatt vào cuối năm 2027. Lộ trình mới đặt mục tiêu trình diễn hệ thống 5 kilowatt vào năm 2028. Đến năm 2030, công ty hy vọng đạt công suất hơn 100 kilowatt cho mỗi cánh. Hiện tại, các hệ thống lớn hơn này vẫn chỉ là kế hoạch chứ chưa phải công nghệ đã được chứng minh.
Thanh dầm in 3D của Orbital Matter: Từ 50 cm đến 100 kilowatt
Những trở ngại tiềm tàng: nhiệt, bức xạ, nhựa resin và chi phí
In các thanh dầm dài hơn kéo theo những thách thức khó khăn hơn. Một vệ tinh có thể mang theo bao nhiêu nhựa resin? Và liệu các cấu trúc hoàn thiện có thể tồn tại qua nhiều năm trên quỹ đạo không?
Orbital Matter dự định theo dõi khả năng chống chịu của các thanh dầm trước những biến động nhiệt độ và bức xạ trong suốt sứ mệnh dự kiến kéo dài ba năm của Replicator 2. Bốn camera tích hợp sẽ tự động kiểm tra quá trình in. Ngay cả khi các thanh dầm trụ vững, công ty vẫn phải chứng minh rằng công nghệ của mình có thể cạnh tranh về chi phí với các cấu trúc gấp mở đã được sử dụng rộng rãi.
Ihnatisin thừa nhận rằng cần thử nghiệm thêm:
“Trước hết, chúng tôi cần chứng minh điều đó.”
Ai có thể mua các cấu trúc trên quỹ đạo
Orbital Matter nhận thấy các nhà khai thác cần ăng-ten và tấm pin mặt trời lớn hơn có thể là khách hàng tiềm năng. Các nhà phát triển trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo cũng là một thị trường đầy hứa hẹn. Nhu cầu điện ngày càng tăng của họ có thể tạo ra nhu cầu về những cấu trúc lớn hơn, đặc biệt khi các công ty tìm hiểu những ứng dụng điện toán không gian mà Cryptopolitan đã đưa tin trước đây. Đến nay, Orbital Matter vẫn chưa công khai danh tính các khách hàng tiềm năng.
Các ước tính thị trường cho thấy còn nhiều dư địa tăng trưởng, nhưng cần được đặt trong bối cảnh phù hợp. Grand View Research định giá thị trường vệ tinh in 3D ở mức 213,3 triệu đô la vào năm 2026. Phần lớn hoạt động này liên quan đến các linh kiện được sản xuất trên Trái Đất.
Trong khi đó, OECD ước tính doanh thu toàn ngành không gian đạt 550–600 tỷ đô la vào năm 2025. Không con số nào trong hai con số này đo lường cụ thể hoạt động sản xuất trên quỹ đạo. Đối với Orbital Matter, thị trường tiềm năng có thể rất lớn, nhưng nhu cầu thương mại thực tế vẫn chưa được chứng minh.
Những bộ óc thông thái nhất trong lĩnh vực tiền mã hóa đã đọc bản tin của chúng tôi. Bạn muốn tham gia không? Hãy cùng họ nhé.