Zamislite potpuno automatizirani 3D pisač koji “lebdi” u orbiti i bez ljudske ruke izrađuje dijelove koji su potrebni i u svemiru i na Zemlji. To više nije čista znanstvena fantastika. Proizvodnja u svemiru, koju se opisuje i kao izrada u orbiti ili izvan Zemlje, brzo raste i već sada daje prve proizvode koji se vraćaju na naš planet.
Industrija se danas najčešće opisuje kroz tri glavna smjera. Prvi je izrada u svemiru za potrebe svemira: oprema i strukture koje nastaju izvan Zemlje kako bi se koristile u orbitalnim i drugim svemirskim okruženjima. Kako prenosi Particle, klasičan primjer je Međunarodna svemirska postaja, koja je, budući da je veća od nogometnog igrališta, morala biti sastavljena u orbiti. Drugi smjer je izrada u svemiru za potrebe površina drugih tijela, primjerice Marsa ili Mjeseca, gdje bi se proizvedeni sustavi koristili izravno na tim lokacijama. Treći smjer, koji privlači najviše pažnje jer se događa već sada, jest izrada u orbiti za potrebe Zemlje, od farmaceutika do optičkih vlakana.
Vakuum, niske temperature i mikrogravitacija kao proizvodna prednost
Tri obilježja svemira čine ga posebno zanimljivim za izradu materijala i proizvoda: vakuum, niske temperature i mikrogravitacija. Mikrogravitacija je oslabljeno djelovanje Zemljine gravitacije kako se udaljavamo od planeta. Professor Volker Hessel, stručnjak za svemirske resurse i kemijsko inženjerstvo sa Sveučilišta u Adelaideu, naglašava da upravo mikrogravitacija mijenja ponašanje fluida i materijala.
“U svemiru imamo mikrogravitaciju, koja sprječava miješanje prirodnom konvekcijom”, kaže Hessel. Iako se često govori o “nultoj gravitaciji”, taj izraz nije precizan. U svemiru se može detektirati mala količina gravitacije gotovo posvuda, pa je korisnije govoriti o mikrogravitaciji, odnosno o specifičnom stanju koje stvara dojam bestežinskog okruženja.
Takvo okruženje, prema Hesselovu objašnjenju, posebno je korisno za znanstveni rad. On ističe da se na Zemlji “medicinska istraživanja koriste tkivo kao eksperimentalni medij”, ali da je neke procese lakše provoditi u mikrogravitaciji. “U mikrogravitaciji je tkivo više prošireno jer gotovo da nema gravitacije”, kaže Hessel, što znači da eksperimentalna tkiva mogu rasti uz manje ograničenja i davati smislenije rezultate. “Ovdje na Zemlji naše su stanice stisnute”, kaže on. “Iako to ne osjećamo, kada tekućina prolazi, cijelo vrijeme mora gurati protiv gravitacije.”
Zemaljski laboratoriji troše milijune kako bi pokušali oponašati takve uvjete, a postoji i start-up koji istraživačima nudi iskustva mikrogravitacije za 460.000 američkih dolara. U orbiti je, kako to Hessel opisuje, takvo stanje zapravo uobičajeno.
Od optičkih vlakana do lijeka
Zagovornici proizvodnje u svemiru tvrde da bi gotovo svaki industrijski proces jednog dana mogao biti učinkovitiji i jeftiniji u orbiti nego na Zemlji. U tom se kontekstu spominju nanomaterijali, ključne legure, izrazito specijalizirani poluvodiči i čitav niz drugih proizvoda koji bi se, barem u teoriji, mogli izrađivati izvan Zemlje.
Hessel, međutim, povlači jasnu granicu između onoga što je tehnološki privlačno i onoga što je ekonomski održivo. Prema njegovu stajalištu, budućnost proizvodnje za Zemlju u svemiru je u izradi malih količina materijala vrlo visoke kvalitete. S druge strane, masovna proizvodnja velikih količina materijala u orbiti, namijenjenih Zemlji, zasad još ne “sjeda” u ekonomskom smislu.
Jedan primjer koji se već sada navodi kao smislen jest proizvodnja optičkih vlakana. Optički kabeli, često opisani kao svojevrsni krvotok modernog svijeta, najviše kvalitete postižu upravo kada se izrađuju u mikrogravitaciji. Takva se optička vlakna već proizvode na Međunarodnoj svemirskoj postaji. “Ekonomski, optička vlakna imaju savršen smisao”, kaže Hessel.
Lijekovi “iz” svemira
Nisu u pitanju samo optička vlakna. Tvrtka Varda nedavno je na Zemlju vratila lijek protiv HIV-a/AIDS-a proizveden u svemiru. Kapsula s teretom završila je u jednom od prostranih pustinjskih područja Južne Australije nakon grubog povratka i slijetanja koje se praktično može opisati kao pad. Ideja iza toga je jednostavna: proizvodnja takvih lijekova na Zemlji traži toliko skupu opremu da cijena brzo naraste, pa terapija može postati nedostupna onima kojima je najpotrebnija.
Proizvodnja u orbiti danas se oslanja na automatizaciju i napredne 3D pisače. U novijim najavama i raspravama spominju se i mogućnosti koje otvaraju umjetna inteligencija i strojno učenje, primjerice ideja svemirskih vertikalnih farmi. No Hessel upozorava da kompaktnost takve proizvodnje istodobno stvara i posve nove probleme. “Recimo da dođe do izbijanja bolesti, što se može dogoditi u vertikalnoj farmi. Kako ćemo to uspjeti riješiti?”, pita Hessel.
Na popisu otvorenih pitanja nalaze se i troškovi održavanja, dugoročna održivost sustava, nakupljanje svemirskog otpada, kao i pitanje tko će i kako plaćati svemirske poreze. Za sada, ističe se, nema jednostavnih odgovora na te probleme. Unatoč tome, proizvodnja u orbiti već sada postavlja temelje za niz tehnologija i proizvoda koji se tek naziru, a dio njih već se izrađuje iznad naših glava i, u konkretnim slučajevima, vraća natrag na Zemlju.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
