Virgin Orbit: Stampa 3D per un’esperienza fuori dal mondo
Ad oggi, un totale di 565 persone sono andate nello spazio. Ma ciò potrebbe cambiare molto presto con il lancio dei voli spaziali commerciali tanto attesi l’anno prossimo. Dopo anni di ritardo, Virgin Galactic ha recentemente annunciato che il 2020 potrebbe finalmente essere l’anno in cui chiunque (cioè chiunque può pagare il biglietto da $ 250.000) sarà in grado di vedere la Terra dallo spazio. Questo è fondamentalmente ciò che Richard Branson, filantropo, appassionato di spazio e fondatore del conglomerato vergine, vuole davvero, una possibilità per i non astronauti di visitare i limiti esterni del nostro pianeta.
Nel 2016, Branson ha espresso il desiderio di “milioni e milioni di persone là fuori che vorrebbero diventare astronauti” per avere la possibilità di viaggiare in orbita. “Se riusciamo a renderlo rispettoso dell’ambiente, se possiamo renderlo accessibile e se possiamo renderlo sicuro, nel tempo i tuoi figli e i miei nipoti avranno tutti la possibilità di andare nello spazio.” In realtà, ha intenzione di far parte di l’equipaggio della prima navicella spaziale Virgin Galactic che verrà lanciata il prossimo anno, ha anche il nuovo equipaggiamento spaziale per viaggiare , grazie a una recente collaborazione con Under Armour .
Ma la visione di Branson di spostare il suo marchio nello spazio comporta anche la creazione di un servizio di lancio per piccoli satelliti, motivo per cui nel 2017 l’imprenditore ha deciso di formare Virgin Orbit come un fronzolo autonomo che esce dalla Virgin Galactic. La società si concentrerà sulla piccola attività satellitare, chiamata anche “smallsats”, nanosats o CubeSats, che dovrebbe raggiungere $ 15,69 miliardi a livello globale entro il 2026. Non è una scommessa sbagliata, considerando che si prevede che cambino il gioco nella commercializzazione dello spazio. A differenza di Virgin Galactic, che sta cercando di trasportare le persone nello spazio, molto probabilmente Virgin Orbit si muoverà più rapidamente, e anche se il loro piano aziendale ruota attorno al lancio di satelliti di piccole e medie dimensioni in un’orbita terrestre bassa (LEO) con un razzo, hanno prevede di andare ancora più lontano.
Sebbene Virgin Orbit non abbia rivelato ufficialmente i prezzi per le missioni interplanetarie, hanno già firmato contratti con parti interessate, da agenzie governative e affermati attori spaziali alle start-up e agli spin-off universitari della Silicon Valley, con progetti che vanno dal monitoraggio del cambiamento climatico a portare Internet nelle comunità sottoservite. Abbiamo appreso attraverso una causa Virgin Orbit per contratti annullati contro OneWeb , una delle società che aveva acquistato 39 lanci, che il prezzo per ogni missione era di $ 6 milioni. Le aziende che vogliono portare le costellazioni satellitari nello spazio stanno ancora prenotando prenotazioni per i prossimi anni, ci sono persino annunci di un piccolo veicolo spaziale che andrà su Marte nel 2022 dopo che Virgin Orbit ha collaborato con il produttore satellitare polacco SatRevolution e quasi una dozzina di università polacche per progettare fino a tre missioni robotiche sul Pianeta Rosso nel prossimo decennio.
Per fare il lavoro, la società ha sviluppato e testato il suo lanciarazzi Un missile smallsat, un lancio aereo per orbitare attorno al missile, progettato per portare in orbita piccoli carichi utili di 300 chilogrammi (660 libbre) e altro, in seguito al lancio aereo da un aereo da trasporto in alto altitudine. Lo scorso luglio, hanno eseguito un test di caduta inteso a vedere se il sistema missilistico si comportava come previsto, lasciandolo cadere da un aereo sopra la California meridionale dove si è schiantato a terra. Devono ancora fare un giro di prova e dopo che il team è soddisfatto delle prestazioni del razzo inizieranno a inviare in missione missioni commerciali.
Branson, che crede fermamente nei vantaggi della tecnologia all’avanguardia, ha utilizzato la stampa 3D per aiutare il marchio spaziale a costruire parti di motori a razzo . Lo scorso maggio, i centri della NASA hanno collaborato con Virgin Orbit per sviluppare e testare una parte del razzo fabbricata in modo univoco. Gli esperti nella combustione e nella produzione additiva hanno creato una camera di combustione stampata in 3D che combina più materiali e sfrutta processi di produzione all’avanguardia.
All’epoca Kevin Zagorski, direttore della Propulsion Advanced Manufacturing di Virgin Orbit, affermava che “la combinazione di più materiali ottimizzati e tecnologie di produzione additiva che abbiamo impiegato rappresenta un progresso significativo rispetto ai compromessi tipicamente realizzati nella produzione di camere di combustione di motori a razzo stampati in 3D. Le informazioni acquisite dalla nostra partnership con la NASA saranno fondamentali per l’applicazione di queste tecnologie per migliorare ulteriormente costi, prestazioni e tempi di consegna dei sistemi di propulsione di Virgin Orbit per il veicolo LauncherOne. “
La società ha dichiarato che il loro obiettivo comune era studiare l’uso della produzione additiva per costruire camere di combustione multimetalliche e che questa tecnologia cambierà il modo in cui l’umanità progetta e costruisce i razzi. Sembra che le camere di combustione non siano solo una componente cruciale di tutti i motori a razzo, ma il duro ambiente operativo li rende una delle parti del motore più difficili da sviluppare, mantenendo i tempi di produzione brevi e i costi bassi. È il luogo in cui i propellenti si mescolano e si accendono, generando una pressione e una temperatura incredibilmente alte prima di accelerare oltre la velocità del suono quando escono dall’ugello.
All’inizio Virgin si rese conto che se avessero fatto il salto nello spazio, avrebbero dovuto anche tenere il passo con i progressi della tecnologia, altrimenti non avrebbero avuto le stesse libertà per sviluppare ciò che volevano. Fa tutto parte del modo di fare affari di Branson: “Non impari a seguire le regole, impari facendo e cadendo”. Ed è esattamente ciò che la stampa 3D offre all’industria aerospaziale in forte espansione, il significa creare tutto ciò che la mente può immaginare e le macchine possono fare, in modo sostenibile ed economico.
Per tenere il passo con questo desiderio di innovare, Virgin Orbit è stato il primo cliente negli Stati Uniti per implementare DMG MORI ‘s macchina AM ibrido e utilizzarlo per parti di motore a razzo di stampa 3D per il lancio nello spazio. L’ ibrido 3D LASERTEC 4300 sta producendo grandi parti nella struttura di Long Beach, California. La macchina consente anche nuove combinazioni di materiali, come rame e Inconel; così come una sala di lavoro molto grande per pezzi fino a 3.306 libbre. Illa stampante 3D professionale ha integrato la produzione di additivi laser in una macchina a cinque assi a rotazione completa e stampa fino a 10 libbre all’ora. Lo scopo del team è stato quello di utilizzarlo per la produzione di sistemi importanti, non solo bulloni e staffe, ma interi gruppi di camere di spinta. Secondo la società, si tratta di parti grandi, complesse ed esigenti che sarebbe impossibile costruire su una tradizionale stampante 3D, ad esempio una parte del motore che impiegava circa un anno per essere realizzata ora richiede un mese.
Con cinque missili disposti nella struttura e uno in più nei lavori, la macchina funziona a tempo pieno. Le loro applicazioni sono state la deposizione e la lavorazione di componenti critici per veicoli di lancio, principalmente utilizzando la combinazione di Inconel e leghe di rame, che si trovano in genere negli ugelli del razzo, nelle camere di combustione, negli accenditori e nei collettori.
Inoltre, l’agenzia spaziale del Regno Unito (UKSA) ha appena annunciato $ 9,5 milioni (£ 7,35 milioni) in finanziamenti per la società Virgin Orbit di Branson per iniziare i lanci entro la fine del 2021. I fondi hanno lo scopo di aiutare il team a far volare il suo lanciatore Un razzo da un nuovo spazioporto in fase di sviluppo presso l’aeroporto di Cornwall, Newquay, in Inghilterra. Il razzo verrà trasportato in cielo sotto l’ala di un velivolo Boeing 747 modificato chiamato Cosmic Girl, dove verrà quindi lasciato cadere e volerà in orbita sotto i propri motori.
Per spostare le cose ancora più velocemente in tutto il mondo, lo scorso giugno Virgin Orbit ha firmato un accordo con ANA Holdings, la società madre di All Nippon Airways (ANA), la più grande compagnia aerea del Giappone, per portare il servizio LauncherOne in Giappone. Virgin Orbit ha suggerito che il loro sistema unico e reattivo integrerà gli attuali veicoli di lancio a terra giapponesi, consentendo l’accesso a breve termine allo spazio da parte del settore privato, contribuendo a far crescere il piccolo ecosistema satellitare in crescita del paese, nonché il posizionamento del Giappone come principale hub di trasporto spaziale in Asia.
Utilizzando un aeromobile Boeing 747 strutturalmente migliorato come “trampolino di lancio volante”, l’azienda acquisisce la capacità di trasportare rapidamente l’intero sito di lancio in nuove posizioni in tutto il mondo, lanciando ciascun satellite dalla posizione ottimale. Questo approccio mobile al lancio riduce anche sostanzialmente le spese necessarie per l’infrastruttura in ciascun sito di lancio.
L’idea di Virgin di aprire lo spazio commerciale a tutti, unita alla tecnologia di produzione additiva, è il futuro dei motori a razzo. Il razzo a propulsione liquida a due stadi LauncherOne è ora sulla buona strada per la prima missione, che era originariamente prevista per la fine del 2019 e potrebbe iniziare l’anno prossimo. Il primo volo sarà fondamentale per la compagnia, spianando la strada a normali operazioni commerciali e altre iniziative nello spazio profondo.
