mprovisionner de nouvelles choses à partir de ce que vous avez fait partie de la description de travail d'un astronaute - pensez à l'équipage d'Apollo 13 en train de remettre en état le CO 2 des filtres pour sauver leur vie, ou échoué Mark Watney dans The Martian, se nourrissant de la planète rouge. Maintenant, des plans sont en cours pour fabriquer des objets en orbite, et l'astronaute de l'ESA Alexander Gerst affirme que cela pourrait faire une grande différence pour vivre et travailler dans l'espace.

Alexander, qui a passé un peu moins d'un an en orbite, devenir le deuxième Européen à commander la Station spatiale internationale (ISS) - a pris la parole lors de l'atelier de l'ESA sur la fabrication de pointe, qui comprenait une session spéciale sur la fabrication extraterrestre.

Alors que les imprimantes 3D productrices de plastique ont déjà atteint l'espace, l'événement virtuel a entendu comment l'ESA pilotera la première imprimante 3D en métal en 2022, et les chercheurs prévoient également une fabrication à grande échelle, comme des engins spatiaux imprimant leurs propres antennes ou panneaux solaires après le lancement. Offrant une perspective d'utilisateur unique à partir de ses 363 jours en orbite, Alexander a décrit la fabrication extraterrestre comme un changeur de jeu pour l'exploration spatiale.

"C'est ahurissant de penser à ce qu'est réellement l'ISS, " Commença Alexandre. " Nous l'avons construit dans l'espace, déménager à 28 ans, 000 km/h, à partir de modules fabriqués sur différents continents et mis en orbite pour la première fois. Ceux d'entre vous qui ont construit une maison, pouvez-vous imaginer le faire sans pouvoir vous rendre chez Home Depot au cas où vous auriez oublié des vis ou quelque chose du genre ? »

Trouver un correctif

Il a décrit l'ISS comme une symbiose d'humains et de systèmes robotiques, avec l'humain apportant les compétences que les robots n'ont pas, surtout quand quelque chose ne va pas.

"Par exemple, nous avons travaillé sur plus de 600 expériences scientifiques différentes lors de mes missions Blue Dot et Horizons vers l'ISS, mais celui que j'aime particulièrement est le lévitateur électromagnétique, un four à microgravité pour les métaux. Ça ressemble un peu à mon bébé :c'était beaucoup de travail à installer dans le laboratoire européen Columbus, car un boulon le fixant pour le lancement s'est coincé lors de l'installation, et menaçait toute l'expérience.

"Après de nombreuses analyses, nous avons décidé de scier le boulon, et j'ai suggéré de couvrir la lame de scie avec mon gel à raser pour attraper les copeaux de métal qui autrement auraient flotté dangereusement.

"Puis il y a eu la fois où une pince a été aspirée profondément à l'intérieur d'un conduit de ventilation, et j'ai dû passer quelques heures à le pêcher avec un hameçon que j'avais collé sur une canne flexible."

Un autre exemple d'improvisation était plus personnel :« J'ai fait une bougie en fait, avec du ruban Kapton brillant et une vieille lampe de poche, pour l'anniversaire de mon coéquipier. Je n'en ai pas parlé au sol, mais nous avons fini par le mettre tout le temps pour le dîner, signe que la journée de travail était terminée et qu'il était temps pour une pause mentale. Finalement, nous avons reçu un appel des gars de la sécurité qui ont dû le voir sur une photo et ont dit "ne vous offusquez pas, mais est-il possible que vous ayez une bougie là-haut ?"

« Cela montre à quel point les petites choses sont importantes dans l'espace :avec la fabrication extraterrestre, vous pourriez même imaginer, en route pour Mars, la fille d'un membre d'équipage faisant une sculpture de jardin d'enfants pour leur anniversaire, puis le membre d'équipage l'imprime à bord et l'installe dans ses quartiers d'équipage."

A bord de l'ISS, les objets manquants pourront éventuellement être envoyés sur la prochaine fusée de ravitaillement, ce qui ne sera pas le cas pour les expéditions interplanétaires. Alexander a déclaré que la fabrication extraterrestre deviendra vraiment importante lors de missions de longue durée loin de notre monde d'origine.

Alexander a fourni une liste de cas d'utilisation potentiels, y compris les gros objets encombrants, supports mécaniques et adaptateurs, revêtements et outillages spécialisés, et éventuellement de la nourriture et même du matériel biologique à des fins médicales. La possibilité de recycler toutes ces pièces pour des réimpressions ultérieures serait également un gros plus.

impression en 3D, du sol à l'espace

En règle générale, le travail de conception proprement dit pour la fabrication extraterrestre serait effectué au sol, mais il est important que ceux qui sont au sol aient une image précise des conditions dans l'espace. "La plupart des équipes au sol ont l'impression que la configuration en orbite est connue très précisément, mais souvent ce n'est pas le cas :les enregistrements peuvent être obsolètes, et les configurations changent au fil du temps."

Alexander a donné l'exemple de ses collègues russes essayant d'appliquer des revêtements en plastique pour renouveler les surfaces murales internes du module de service, mais constatant que certaines des formes qui avaient été produites ne correspondaient pas à la réalité après deux décennies en orbite, et a dû être modifié pour s'adapter.

"Le véritable catalyseur clé est en fait une boucle de rétroaction fermée, avec un système de mesure et de numérisation pour obtenir des données précises sur les géométries et les configurations avant de concevoir l'outil pour l'impression, et aussi comme méthode de contrôle de la qualité par la suite."

Uniquement sur des missions hautement autonomes, comme les voyages sur Mars, l'équipe entreprendrait-elle elle-même l'intégralité du cycle de production, sans assistance au sol, ou encore en cas d'urgence.

Alexander a conclu:"Pour quitter la Terre, la loi régissant la plus importante est l'équation de la fusée, mais pour vivre dans l'espace, le plus important est la loi de Murphy :vous devez avoir la mentalité que tout ce qui peut mal tourner peut finir par mal tourner. Nous ferions mieux de nous y préparer, et la fabrication dans l'espace nous y aidera. C'est un changeur de jeu qui nous permet d'aller plus loin dans l'espace et de réduire les risques. Je salue donc l'effort de fabrication extraterrestre de l'ESA pour aider l'Europe à s'assurer une position de leader dans ce domaine prometteur."

L'initiative de fabrication avancée de l'ESA

"Cet atelier a eu lieu dans le cadre de l'initiative Advanced Manufacturing de l'ESA, montrer l'état de l'art dans les technologies de fabrication et atteindre la communauté comme une opportunité de discuter d'une vision et d'une stratégie futures, " note Thomas Rohr, à la tête de la section Matériaux et procédés de l'ESA.

"Nos plus de 40 activités de développement technologique lancées jusqu'à présent ouvrent de nouvelles possibilités en termes de liberté de conception, des étapes de production rationalisées et des coûts ou délais réduits, ainsi que des performances de produit améliorées et l'extension du processus de fabrication à l'espace hors de la Terre est un élément crucial de nos efforts globaux avec un grand potentiel pour les futurs scénarios de mission et les analyses de rentabilisation commerciales. »