Made in Space

Nachdem Made in Space nun schon umfangreiche 3D-Druckversuche auf der ISS durchgeführt hat und auch schon richtig Hardware auf der ISS hat, ist es vielleicht auch mal an der Zeit dem NewSpace-Unternehmen einen eigenen Thread zu spendieren. Bisher ist es ja nur im Thread 3D-Drucker für die Raumfahrt vertreten.

Homepage: http://madeinspace.us

Hintergrund ist allerdings auch der Umstand, dass ich folgende Information zu Made in Space, leider nicht in oben genanntem Thread ablegen kann. Zwar sind die Extrusion und der 3D-Druck (abhängig vom Verfahren) relativ verwandt, aber Extrusion ist in meinen Augen kein additives, sondern eher ein umformendes Verfahren. Nunja, über die beiden Begriffe lässt sich eventuell streiten. Wie auch immer:

https://www.forbes.com/sites/gregautry/2018/01/02/5-big-commercial-spaceflight-events-from-2017-2018-looks-even-more-awesome/#766ca34c775d

Darin heißt es, dass Made in Space mit CRS-13 eine Extrusionsvorrichtung für Glasfasern aus einem speziellen Fluoridglass (abgedrehtes Zeug: ZrF₄-BaF₂-LaF₃-AlF₃-NaF) auf die ISS gebracht hat, welche diese Fasern in bisher unerreichter optischer Qualität herstellen soll. Eine solche Faser könnte später mehrere Hundert Dollar pro Meter Wert sein. Gravitationsbedingte kristalline Defekte sollen dabei umgangen bzw. minimiert werden.


Quelle: Made in Space/Forbes

Es wird so oft kritisiert, dass in der Vergangenheit ja so große Erwartungen in neue/optimierte Werkstoffe in Mikrogravitationsumgebung auf der ISS gesetzt wurden, die sich bis heute aber leider nicht so richtig erfüllt haben. Nun wird tatsächlich ein potentiell sehr aussichtsreiches Fabrikationsgerät hochgeschossen und niemand bekommt es mit. An mir ging das ja auch vorbei. Ok, Massenfertigung ist das mit dem Gerät vermutlich keine, aber wenn diese Versuche Erfolg haben, könnte es die ja vielleicht geben. Immerhin wird aber im Artikel davon gesprochen, dass 1kg Vorformmaterial zu 4km Faser umgeformt werden könnten. Das wäre eine nicht unerhebliche Wertschöpfung.

Ich vermute es liegt leider auch daran, dass in den CRS-Threads eben kaum mehr die Nutzlast diskutiert wird, sondern zu gefühlten 98% (was noch sehr optimistisch ist) nur noch die Träger, deren Startvorbereitung, von welchem Pad denn nun gestartet wird und die Starts selbst. CRS-13 war bzgl. der Nutzlast unheimlich interessant und ich hatte auch versucht eingangs des Threads zumindest einen runden Überblick über die Trunkbeladung der Dragon zu geben. Interessiert hat allerdings selbst die Trunkbeladung scheinbar niemanden so richtig, wohingegen eine Diskussion um den Threadtitel der Falcon Heavy erwiesenermaßen ganze Seiten füllen kann..... Finden das nicht auch andere schräg?

Nanu, offensichtlich hat sich Made in Space da eines Themas angenommen, das schon beinahe 20 Jahre zurückreicht:

https://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/1998/msad05feb98_1

Dort steht unter anderem auch, dass bereits 2001 Extrusionstests an Bord eines Shuttles durchgeführt werden sollten. Weiß da jemand genaueres?

Hier mal eine Aufnahme von ZBLAN (das erwähnte Fluoridglas), welches an Bord einer KC-135 vermeintlich während eines Parabelflugs hergestellt wurde (links: ZBLAN aus dem Parabelflug, rechts: ZBLAN hergestellt in Schwerkraftumgebung):


Quelle: NASA

Interessiert hat allerdings selbst die Trunkbeladung [der CRS 13] scheinbar niemanden so richtig, wohingegen eine Diskussion um den Threadtitel der Falcon Heavy erwiesenermaßen ganze Seiten füllen kann..... Finden das nicht auch andere schräg?

Ja. Finden sie.

In der Tat geht viel verloren. Mit der Musterfertigung dieser Glasfasern beginnt möglicherweise eine echte Weltraumproduktion. Das ist entscheidend für die Space Economy, die sich ja irgendwie tragen muß, denn die Rücklaufzeiten über Grundlagenforschung sind recht lang. Hier gibt es, wie Du feststellst, richtig marktfähige Produkte. Das ist schon sensationell.

Sollte man künftig die Durchsage der Startsequenzen von der Diskussion des Nutzens trennen?

Was machen die Fibre-Arbeiten auf der ISS?
Auf der Webseite von Made in Space gibt es seit überraschend langer Zeit kein Update mehr. Da wird noch CRS-13 erwähnt und dass man im "Sommer 2017" plant auf der ISS Glasfasern zu ziehen. Gestartet ist CRS-13 dann bekanntlich mit vier Monaten Verspätung im Dezember 2017.
Es gibt aber zumindest einen recht interessanten und aktuellen Artikel aus 2019 darüber: https://www.laserfocusworld.com/articles/print/volume-55/issue-01/features/gravity-free-optical-fiber-manufacturing-breaks-earthly-limitations.html



Auch sah demzufolge die aktuelle Generation des Fertigungsmoduls auf der ISS etwas anders aus, als noch in meinem ersten Post gezeigt:



Und offensichtlich hat man 2019 weiterhin einiges vor:

The first fiber-optic manufacturing device from MIS was sent to the ISS in December 2017. Since then, there have been three additional fiber-optics missions to the ISS, each sending a unit after the preceding unit returns. The most recent launch took place in November 2018, with several more launches manifested in 2019. The company is actively working with Thorlabs and other partners to understand the full material benefits and advantages of space-produced ZBLAN

Übrigens, Mitte 2018 heißt es in einem Artikel:

MIS conservatively estimates that 10 km of the fibre-optics known as ZBLAN could be spooled onto a roll weighing just 1 kg

Quelle: https://www.tctmagazine.com/3d-printing-news/made-in-space/

Wüsste jedenfalls schon gerne wo MIS aktuell steht....

Auf der am 17. April 2019 gestarteten Cygnus-Mission NG-11 waren wohl gleich zwei konkurrierende Unternehmen zu Made in Space an Bord des Cygnus Raumtransporters, die ebenfalls mit ZBLAN aus dem All viel Geld verdienen wollen:

- Fiber Optics Manufacturing in Space (FOMS)
- Physical Optics Corporation (POC)

Es scheint somit ein Wettrennen zu geben: https://upward.issnationallab.org/the-race-to-manufacture-zblan/

“With such low optical loss,” said Pradhan [Vizepräsident von POC], “the world could be connected like never before.”

Na, arbeiten daran nicht aktuell auch andere Raumfahrtunternehmen? 

https://spacenews.com/made-in-space-archinaut-one-demonstration/

NASA awarded a $73.7 million contract to Made In Space to additively manufacture ten-meter beams onboard Archinaut One, a small satellite scheduled to launch in 2022

Die NASA hat einen Vertrag über 73,7 Mio USD an Made in Space vergeben um ihre Technologie im Orbit auf dem Satellit Archinaut One zu demonstrieren

Auf der am 17. April 2019 gestarteten Cygnus-Mission NG-11 waren wohl gleich zwei konkurrierende Unternehmen zu Made in Space an Bord des Cygnus Raumtransporters, die ebenfalls mit ZBLAN aus dem All viel Geld verdienen wollen:

- Fiber Optics Manufacturing in Space (FOMS)[...]

FOMS hat es übrigens mittlerweile laut eigener Aussage geschafft, mit dem zur ISS geschickten Experiment hochqualitatives ZBLAN zu produzieren. Mittels Dragon wurde das Material im Juni zurückgebracht, seitdem liefen die Untersuchungen

NASA accepted delivery of the first optical fiber produced on orbit by FOMS on August 26.

Im August hat dann die NASA die Lieferung der ersten im Orbit produzierten Glasfasern akzeptiert (?) 

Still, more work needs to be done to prove that high-quality ZBLAN or other optical fibers can be produced consistently in orbit. If a company “can prove superior quality multiple times, it would provide confidence that the company had sufficient understanding of the art and control of the end-to-end manufacturing process to take it to larger scale production or unique formulations not possible on Earth,” Harper added

Es bleibt immer noch viel Arbeit, es muss bewiesen werden, dass eine konsistente Produktion der überlegenen Fasern im Orbit gelingen kann, auch um zu beweisen, dass es kein Glücksgriff war, sondern dass die produzierende Firma die Steuerung un den Herstellungsprozess im Griff hat.
Quelle: https://spacenews.com/foms-reports-high-quality-zblan-production-on-iss/

Made in Space wurde übrigens im vergangenen Juni durch die Firma Redwire aufgekauft. Bei Redwire handelt es sich um ein neues Unternehmen, das wohl eine ganze Anzahl an kleineren Raumfahrtunternehmen aufrollt. AE Industrial Partners (eine Private-Equity-Firma) hat Redwire erst Anfang Juni gegründet, um darin zwei aufgekaufte (Raumfahrt-)Unternehmen zu vereinigen und wollte diese als agile Unternehmen bezeichneten Firmen mit einem "wahren Innovator" kombinieren, den man in MiS sah.
Made in Space gibt der Aufkauf die Ressourcen, um seine Fähigkeiten zu erweitern. Ferner wird ihr CEO neuer COO bei Redwire und der MiS-Chefingenieur wird CTO bei Redwire.
Bislang arbeiten die einzelnen Firmen seperat, sollen aber mit der Zeit unter dem Namen Redwire vereint werden.
In den letzten Monaten war man auch ansonsten nicht untätig, so wurde unlängst auf der ISS ein Modul zur Herstellung von Keramik installiert, das Ceramic Manufacturing Module (CMM). Das Experiment wurde mit NG-14 zur ISS gebracht Auf der Website wurde dazu auch eine Infografik veröffentlicht, die die Arbeitsweise erläutert:

Laut ihrem Blog-Beitrag können selbst Verbesserungen um 1 bis 2 Prozent beim Material dazu führen, dass hochbeanspruchte Teile in Turbinen oder Atomkraftwerken eine um Jahre oder sogar Jahrzehnte überlegene Dienstzeit haben. Sobald das Experiment von der ISS zurück ist, werden die Proben auf der Erde wärmebehandelt, um das Endprodukt, ein sogenanntes "Ceramic Matrix Composite" herzustellen. 

CMCs have the potential to perform at hundreds of degrees hotter than the best superalloys and can have a clear advantage over previously used metal components used in aircraft engines. [...]CMCs are typically lighter than high-temperature alloys by 30-50 percent and are capable of handling much higher operating temperatures, measuring above 1100 °C[...]Ceramics produced in microgravity will open opportunities for complex-shaped, temperature resistant, and environment resistant ceramic structures addressing defects common to terrestrial printed parts including porosity and non-uniform shrinkage.

Diesen CMCs wird ein großes Potenzial zugesprochen, solchen, die in einer Mikrogravitationsumgebung hergestellt wurden ein gar noch größeres...