A Orbital Matter imprimiu em 3D a primeira viga rígida no vácuo do espaço

Um satélite construído pela startup alemã Orbital Matter imprimiu em 3D uma viga de meio metro de comprimento usando um material plástico personalizado, no que os executivos chamaram de um feito inédito para uma espaçonave de voo livre em órbita e um passo em direção à construção de grandes estruturas no espaço.

O pequeno satélite da empresa, Replicator 2, foi lançado em uma missão de compartilhamento de carona da SpaceX neste verão, com quatro das impressoras 3D da empresa a bordo. Cada impressora pode criar uma viga cilíndrica rígida extrudando bobinas de resina que são curadas por luz ultravioleta, o que a empresa compara a cimento e água.

Esta tecnologia é importante porque as futuras espaçonaves precisarão gerar muito mais energia elétrica e dissipar muito mais calor para o vácuo do espaço, particularmente se forem servir como centros de dados orbitais. Elas também ainda precisarão caber nos limites apertados da carenagem no topo do foguete que as transporta para a órbita. Se as espaçonaves conseguirem construir seus equipamentos em órbita, os desafios de energia e dissipação de calor podem se tornar muito mais fáceis de resolver.

“O Replicator 2 é a primeira prova de que podemos simplesmente construir a matriz no espaço, em qualquer tamanho que a missão exigir”, disse Jakub Stojek, CEO e cofundador da Orbital Matter. A empresa é parceira da Agência Espacial Europeia e da Thales Alenia, uma fabricante líder europeia de satélites, com a qual colaborou no Replicator 2.

As grandes estruturas atuais no espaço são projetos de origami — grandes painéis solares ou espelhos de telescópio são dobrados e depois implantados em órbita. Esse é um projeto de engenharia complexo, e por isso a ideia de fabricar e montar essas estruturas no espaço é atraente. A NASA financiou alguns esforços nessa ideia, notadamente uma missão com a empresa Redwire que imprimiu em 3D vigas estruturais em uma câmara de vácuo em 2023, mas nunca saiu do papel.

Duas das impressoras da Orbital Matter foram projetadas para implantar um painel solar flexível, mas uma anomalia fez com que uma das impressoras falhasse. Ainda assim, a haste criada implantou com sucesso o painel solar e é uma importante prova de conceito. Esforços anteriores de impressão 3D em microgravidade limitavam-se ao ambiente pressurizado a bordo da Estação Espacial Internacional.

“É por isso que colocamos tantas impressoras neste único satélite. Preferimos aprender em órbita e adaptar o software conforme necessário em vez de perder anos testando todas as possibilidades no solo”, disse o diretor de tecnologia (CTO) da Orbital Matter, Robert Ihnatsin, ao TechCrunch.

O comprimento da haste é limitado pela quantidade de resina transportada a bordo do satélite, e os engenheiros da empresa acreditam que hastes de 100 metros são viáveis. Para comparação, os satélites Starlink V2 da SpaceX — entre os satélites produzidos em massa mais potentes em órbita — usam painéis solares que têm 20 metros de comprimento.

A Orbital Matter foi cofundada em 2022 por Ihnatsin, que trabalhou anteriormente na empresa de impressão 3D FormLabs, e por Stojek, tendo captado uma rodada semente de US$ 3 milhões.

Agora, a Orbital Matter está trabalhando em outra missão de demonstração, programada para lançamento em 2028, que testará uma versão maior de sua impressora em um satélite maior, com o qual a empresa espera implantar um painel solar capaz de gerar 5 kW de potência. Esse será um “degrau” em direção a implantações maiores de 100+ kW por asa até 2030.

A empresa também está colaborando com fabricantes de satélites que estão considerando incorporar seu PADS (sistema de implantação assistido por impressora) em suas espaçonaves para estender painéis solares, antenas ou outros componentes.