SpaceX開(kāi)啟太空制造時(shí)代 第一個(gè)產(chǎn)品將顛覆光纖業(yè)

  據(jù)Futurism報(bào)道，2017年12月15日，美國(guó)太空探索技術(shù)公司SpaceX剛剛完成了CRS-13的發(fā)射任務(wù)，這是其與美國(guó)宇航局(NASA)簽訂的為國(guó)際空間站運(yùn)送補(bǔ)給的任務(wù)。此次發(fā)射原定于三個(gè)月前舉行，但卻先后被推遲了七次。最后，獵鷹9號(hào)火箭終于搭載著“龍”太空艙起飛，將重達(dá)2.5噸的補(bǔ)給送往國(guó)際空間站。

  其中一件貨物是一種裝置，它由Made In Space(簡(jiǎn)稱MIS)公司制造，大小與微波爐差不多。MIS公司將利用它在微重力條件下生產(chǎn)更高效的光纖。光纖支持著世界上大部分的互聯(lián)網(wǎng)和電視系統(tǒng)，而MIS公司認(rèn)為，在太空中制造的光纖能夠處理更多數(shù)據(jù)流量，并能在較長(zhǎng)的距離內(nèi)發(fā)送信號(hào)，且延遲時(shí)間更短。

圖：國(guó)際空間站可能成為新制造業(yè)的發(fā)源地

  這個(gè)設(shè)備是這家硅谷公司向國(guó)際空間站發(fā)送的第三個(gè)裝置，也是MIS公司總裁兼首席執(zhí)行官安德魯·拉什(Andrew Rush)所說(shuō)的“第一個(gè)工業(yè)用途太空設(shè)備”。拉什表示:“我們并非將太空作為反彈信號(hào)的大山，而是制造環(huán)境。這是我們與太空互動(dòng)的第一個(gè)改變?！?

  當(dāng)這款設(shè)備被接入空間站后，MIS將命令它開(kāi)始制造近一公里長(zhǎng)的新型光纖，叫做ZBLAN。任務(wù)完成后，宇航員可以拔掉設(shè)備，并將其放入龍?zhí)张摚鼘⒂诿髂?月份返回地球。MIS在新聞稿中稱，在微重力環(huán)境下制造光纖將大幅改善其性能。拉什表示，當(dāng)在太空制造的材料返回地球，并經(jīng)過(guò)MIS的測(cè)試后，他們計(jì)劃開(kāi)始銷售。

  為了發(fā)送短距離數(shù)據(jù)，電信公司通常使用攜帶電子信號(hào)的電纜。但在距離較長(zhǎng)時(shí)，使用激光脈沖照射石英玻璃光纖的成本更低。世界上縱橫交錯(cuò)的網(wǎng)線直徑只有幾十微米，大約與人類頭發(fā)粗細(xì)相當(dāng)。它們?cè)诿總€(gè)海洋之下和大陸之間運(yùn)行。這些硅電纜很貴，不是因?yàn)樗鼈冎圃斐杀靖撸且驗(yàn)椴粔蛲昝?，即使是工藝最好的玻璃也不是百分之百的透明。只要這些電纜是在重力作用下形成的，就會(huì)在玻璃中形成晶體。

  由于這種晶體的形成，光通過(guò)較遠(yuǎn)的距離后就會(huì)變得更弱，這意味著信號(hào)必須在其路徑上多次增強(qiáng)。這些助推器被稱為中繼器，安裝成本很高。與此同時(shí)，它們還會(huì)增加每次傳輸?shù)难舆t時(shí)間。雖然延遲只以毫秒為單位，但對(duì)于從事金融交易或流媒體數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，感覺(jué)卻非常漫長(zhǎng)。

  零重力航天器的實(shí)驗(yàn)表明，如果這些光纖是在沒(méi)有重力的情況下制造的，那么晶體的形成就會(huì)減少10倍。更少的晶體結(jié)構(gòu)意味著光纖可以通過(guò)更長(zhǎng)的距離傳輸信息，這就是MIS希望能夠在太空中制造高級(jí)光纖的初衷。當(dāng)談到ZBLAN的時(shí)候，拉什說(shuō)：“你可以在不添加中繼器的情況下在大西洋下鋪設(shè)光纜?！蓖ǔＧ闆r下，每隔50或100公里就要增加1個(gè)中繼器，中繼器越少意味著信號(hào)延遲越少。他還說(shuō)，光纖會(huì)大幅增加帶寬，其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)要比硅光纖多50到100倍。

  如果MIS公司可以提供太空光纖，也可以幫助電信公司賺更多的錢。拉什說(shuō):“以每千字節(jié)為單位計(jì)算，當(dāng)我們可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)ZBLAN時(shí)，我們可以同樣或更高的價(jià)格出售它們?！?

  太空制造并不像你想象的那么新鮮。早在1969年，宇航員們就開(kāi)始在太空中焊接，并最終研究了液態(tài)金屬在失重狀態(tài)下的行為。但麻省理工學(xué)院航空航天學(xué)院的博士生安德魯·歐文斯(Andrew Owens)說(shuō)：“關(guān)鍵是當(dāng)時(shí)這樣做太昂貴了，而且還有一個(gè)不可忽視的可能性：如果哪里出現(xiàn)問(wèn)題，你在發(fā)射過(guò)程中會(huì)失去一切?！?

  歐文斯現(xiàn)在認(rèn)為，火箭工業(yè)發(fā)展迅速，發(fā)射可靠性上升，成本下降。舉例來(lái)說(shuō)，美國(guó)宇航局經(jīng)常允許其他公司加入他們的發(fā)射計(jì)劃，這就方便了像MIS這樣的公司，他們不必再獨(dú)自承擔(dān)獵鷹9號(hào)火箭發(fā)射的6200萬(wàn)美元費(fèi)用。

  拉什說(shuō)，該公司已經(jīng)在為ZBLAN設(shè)計(jì)后續(xù)工廠，并希望在國(guó)際空間站或不同的商業(yè)模塊上安裝更持久的生產(chǎn)裝置，以制造太空光纖。歐文斯認(rèn)為，這最終可能是開(kāi)啟商業(yè)太空經(jīng)濟(jì)的一大步，因?yàn)椤八麄冋谥圃煲恍┠銦o(wú)法在地球上制造的東西。”