Orbital Matter tuyên bố vệ tinh Replicator 2 đã tạo được thanh cứng dài 50 cm trong môi trường chân không ngoài không gian, mở ra khả năng chế tạo kết cấu lớn hơn ngay trên quỹ đạo.
Orbital Matter gọi đây là lần đầu một tàu vũ trụ bay tự do quanh Trái Đất đạt kết quả này. Tuy nhiên, thử nghiệm vẫn cách xa quy mô thương mại; độ bền vật liệu, khả năng mở rộng và chi phí còn cần được chứng minh.
- Replicator 2 sử dụng tia cực tím để làm cứng nhựa, không cần gia nhiệt trong quá trình in.
- Lộ trình hướng tới trình diễn hệ thống điện mặt trời 5 kW năm 2028 và hơn 100 kW mỗi cánh vào năm 2030.
- Độ bền trên quỹ đạo, lượng nhựa mang theo và chi phí là những giới hạn chưa được giải quyết đầy đủ.
Thanh in 50 cm chứng minh được điều gì?
Thanh cứng dài 50 cm là kết quả thử nghiệm chế tạo kết cấu trực tiếp trong chân không ngoài không gian mà Orbital Matter công bố. Kết quả này chưa chứng minh khả năng sản xuất ở quy mô thương mại.
Theo công bố về thử nghiệm Replicator 2, Orbital Matter xem đây là bước tiến để xây dựng các kết cấu lớn trên quỹ đạo. Trước đó, Redwire, với sự hỗ trợ của NASA, đã tạo các thanh tương tự trong buồng chân không trên Trái Đất vào năm 2023, nhưng thử nghiệm đó chưa được thực hiện ngoài không gian.
Orbital Matter được Jakub Stojek và Robert Ihnatisin thành lập năm 2022, đặt cơ sở tại Warsaw và Berlin. Công ty đã huy động 3 triệu USD trong giai đoạn đầu để phát triển công nghệ chế tạo kết cấu trong không gian.
In bằng tia cực tím giúp giảm giới hạn kích thước khi phóng
Máy in của Orbital Matter đùn nhựa theo dạng cuộn, sau đó dùng tia cực tím làm cứng thành kết cấu hình trụ. Quy trình không cần gia nhiệt, phù hợp với môi trường không có không khí để mang nhiệt đi.
Quy trình in của Orbital Matter sử dụng cơ chế đóng rắn bằng ánh sáng. ESA giải thích rằng việc tản nhiệt trong không gian gặp hạn chế do không có không khí, khiến đặc điểm không cần gia nhiệt có ý nghĩa đối với công nghệ này.
Các giàn pin mặt trời và ăng-ten hiện phải gấp lại để vừa khoang tên lửa. Nếu thanh đỡ được in sau khi lên quỹ đạo, kỹ sư có thể chế tạo kết cấu lớn hơn mà bớt phụ thuộc vào kích thước khi phóng. Kỹ sư ESA Advenit Makaya nhận định về giới hạn của các kết cấu triển khai bằng cách bung mở:
“Các kết cấu bung mở sẽ chạm đến một giới hạn nhất định.”
– Advenit Makaya, kỹ sư ESA
Từ CubeSat đầu tiên đến lộ trình hệ thống hơn 100 kW
Replicator 2 nối tiếp thử nghiệm CubeSat đầu tiên của Orbital Matter và mang theo bốn máy in. Các mục tiêu tiếp theo tăng cả chiều dài thanh đỡ lẫn công suất hệ thống điện mặt trời, nhưng vẫn là kế hoạch.
CubeSat đầu tiên được phóng bằng Ariane 6 năm 2024, với mục tiêu in thanh dài 50 cm ở độ cao 580 km. Chưa có kết quả thành công nào được công bố cho thử nghiệm này.
Replicator 2 được phóng ngày 7/7/2026. Thử nghiệm ban đầu giải phóng quá nhiều nhựa, buộc công ty điều chỉnh phần mềm. Sau đó, một máy in bị hỏng, còn một máy khác triển khai thành công giàn pin mặt trời mềm. Jakub Stojek phát biểu trong cuộc phỏng vấn với TechCrunch:
“Replicator 2 là bằng chứng đầu tiên cho thấy chúng tôi có thể chế tạo giàn pin ngay trong không gian.”
– Jakub Stojek, đồng sáng lập Orbital Matter
| Mốc hoặc giai đoạn | Quy mô và mục tiêu | Tình trạng |
|---|---|---|
| CubeSat đầu tiên, năm 2024 | Vệ tinh cỡ 3U; in thanh dài 50 cm ở độ cao 580 km | Chưa công bố kết quả thành công |
| Replicator 2, phóng ngày 7/7/2026 | Bốn máy in; thanh cứng dài 50 cm | Orbital Matter tuyên bố đã tạo được thanh trong chân không ngoài không gian |
| Kế hoạch trước đây cho cuối năm 2027 | Hai thanh dài 3 m đỡ giàn pin mặt trời 1 kW | Mục tiêu từng được đề ra |
| Lộ trình mới cho năm 2028 | Trình diễn hệ thống điện mặt trời 5 kW | Chưa được chứng minh |
| Mục tiêu năm 2030 | Hơn 100 kW cho mỗi cánh pin mặt trời | Chưa được chứng minh |
| Tham vọng về kích thước kết cấu | Thanh vươn dài 100 m | Chưa có mốc hoàn thành được nêu |
Kế hoạch hai thanh đỡ cho giàn pin 1 kW có quy mô khác với lộ trình mới hướng tới hệ thống 5 kW và hơn 100 kW mỗi cánh. Các mục tiêu này cần được phân biệt với kết quả thanh dài 50 cm đã công bố.
Độ bền vật liệu và chi phí còn là rào cản
Orbital Matter vẫn cần chứng minh các thanh in chịu được biến động nhiệt độ và bức xạ trong thời gian dài. Khả năng mang đủ nhựa và cạnh tranh về chi phí với kết cấu bung mở cũng chưa được xác lập.
Orbital Matter dự kiến theo dõi độ bền của các thanh trong suốt nhiệm vụ Replicator 2 kéo dài ba năm. Bốn camera trên vệ tinh tự động kiểm tra quá trình in. Khi tăng chiều dài kết cấu, lượng nhựa vệ tinh có thể mang theo trở thành một giới hạn cần làm rõ.
Ngay cả khi vật liệu duy trì được độ bền trên quỹ đạo, Orbital Matter vẫn phải chứng minh hiệu quả kinh tế so với các thiết kế hiện có. Robert Ihnatisin thừa nhận công nghệ cần được kiểm chứng thêm:
“Trước hết, chúng tôi cần chứng minh điều đó.”
– Robert Ihnatisin, đồng sáng lập Orbital Matter
Nhu cầu thương mại chưa được xác nhận
Orbital Matter hướng tới các đơn vị cần ăng-ten, giàn pin mặt trời lớn và các nhà phát triển trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo. Công ty chưa công khai tên khách hàng tiềm năng, còn nhu cầu thương mại thực tế chưa được chứng minh.
Các trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo có thể cần kết cấu lớn hơn để đáp ứng nhu cầu điện. Tuy nhiên, những ước tính về thị trường vệ tinh in 3D và doanh thu ngành vũ trụ không trực tiếp đo lường thị trường chế tạo trong không gian.
| Phạm vi thị trường | Ước tính | Giới hạn khi đối chiếu với Orbital Matter |
|---|---|---|
| Vệ tinh in 3D, theo ước tính của Grand View Research | 213,3 triệu USD năm 2026 | Phần lớn liên quan đến linh kiện được sản xuất trên Trái Đất |
| Doanh thu ngành vũ trụ, theo ước tính của OECD | 550–600 tỷ USD năm 2025 | Bao quát ngành vũ trụ, không tách riêng hoạt động chế tạo trên quỹ đạo |
Tổng kết
Orbital Matter đã công bố bước thử nghiệm chế tạo thanh cứng trực tiếp trên quỹ đạo bằng Replicator 2. Khả năng tiến tới các hệ thống lớn hơn phụ thuộc vào độ bền vật liệu, quy mô sản xuất, chi phí và nhu cầu khách hàng thực tế.
