우주 제조 설명: Varda, ZBLAN 및 무중력 약물

주요 내용

물리학: 중력은 “오염물”입니다. 이는 대류와 침전을 유발하여 제조 과정에서 섬세한 결정 구조를 파괴합니다.
제품: Varda Space Industries는 궤도에서 Ritonavir(HIV 약물)를 성공적으로 제조하여 zero-G가 더 순수하고 효과적인 결정을 생성한다는 것을 입증했습니다.
미래: 약물을 넘어 우주에서 만들어진 ZBLAN 광섬유는 지구에서 만든 유리보다 최대 100배 더 선명하며 인터넷 백본에 혁명을 일으킬 것을 약속합니다.

지난 60년 동안 우리는 사물을 보기 위해 우주로 갔습니다. 위성은 지구를 내려다보았다. 망원경은 별을 바라보았다.

이제 우리는 물건을 만들기 위해 우주로 갑니다.

‘메이드 인 차이나(Made in China)’, ‘메이드 인 USA(Made in USA)’ 시대가 끝났다. 처방약병의 다음 라벨에는 **“Made in LEO”(Low Earth Orbit)**라고 표시될 수 있습니다.

중력 문제

지구상에서 중력은 모든 것을 뒤흔드는 지속적이고 보이지 않는 숟가락 역할을 합니다.

대류: 열이 상승하고 차가워지면 전류가 생성됩니다.
침전: 무거운 입자는 바닥으로 가라앉습니다.

많은 약물과 광섬유에 필수적인 완벽한 결정을 성장시키려는 경우 이러한 교반으로 인해 결함이 발생합니다. 이는 풍동에서 카드로 집을 짓는 것과 같습니다.

미세 중력에서는 이러한 힘이 사라집니다. 모든 분자의 위치를 매우 정밀하게 제어할 수 있습니다.

바르다의 돌파구

Varda Space Industries는 Will Bruey(전 SpaceX 소속)와 Delian Asparouhov(Founders Fund)가 설립한 회사로 우주비행사가 탑승할 우주정거장을 건설하지 않습니다. 그들은 무인 우주 공장을 건설하고 있습니다.

W-시리즈 캡슐은 소규모의 자율 실험실입니다.

발사: SpaceX Falcon 9를 타고 히치하이킹합니다.
요리: 궤도에 진입하면 캡슐이 활성화됩니다. 원료를 녹인 후 천천히 냉각시켜 완벽한 고요함 속에서 제품을 결정화시킵니다.
귀환: 공장은 재돌입 캡슐이 되어 마하 25의 속도로 대기를 뚫고 완제품을 유타 착륙 지점으로 전달합니다.

귀환 캡슐 물리학

우주로 가는 것은 어렵다. 돌아가는 것이 더 어렵습니다.

대부분의 위성은 재진입 시 소실됩니다. Varda의 W-시리즈 캡슐은 섬세한 수정 페이로드를 보호하면서 1,650°C(3,000°F)의 온도를 견뎌야 합니다.

열 쉴드: SpaceX가 Dragon에 사용하는 것과 유사한 PICA(Phenolic Impregnated Carbon Ablator) 쉴드를 사용합니다. 대기에 닿으면 물질이 천천히 타면서 열도 함께 전달됩니다.
제동: 20분 이내에 17,500mph에서 0mph까지 감속됩니다. G-포스는 엄청나지만 로켓 발사의 혼란스러운 진동과는 달리 결정은 놀라울 정도로 꾸준한 가속에 탄력적입니다.

규제 장애물: FAA 전투

Varda의 첫 번째 임무인 W-1은 기술적 성공을 거두었지만 규제상 악몽이었습니다.

캡슐은 결함 때문이 아니라 **FAA(연방 항공국)**가 착륙을 승인하지 않았기 때문에 몇 달 동안 궤도에 갇혀 있었습니다.

문제: 미군은 유타주에 미사일 시험장을 갖고 있지만 민간 회사가 200kg의 캡슐을 궤도에서 군사 구역으로 떨어뜨리는 것은 전례가 없는 일이었습니다.
선례: 결국 허가가 승인되었습니다(Part 450). 이는 민간 기업이 미국 땅에 우주선을 착륙시킬 수 있는 권한을 처음으로 부여받은 기록입니다. 이 법적 틀은 업계의 미래를 위해 PICA 열 차폐만큼 중요합니다.

미래 로드맵: 반자동 전초기지

현재 Varda는 일회용 위성을 제작하고 있습니다. 다음 단계는 재사용성입니다.

궤도에 있는 영구적인 “제조 허브”를 상상해 보십시오.

스타쉽이 원자재를 담은 화물 컨테이너를 진수합니다.
로봇 팔이 스테이션에 도킹됩니다.
공장에서 배치를 처리합니다.
완성된 제품은 작은 재진입 포드에 적재되어 지구로 다시 발사됩니다.
스테이션은 궤도에 머무르며 다음 배달을 기다립니다.

이를 통해 매번 새로운 공장을 설립하는 데 드는 비용이 없어져 킬로그램당 가격이 더욱 낮아집니다.

재사용성의 경제학

“그런데 공간은 비싸지 않나요?” 예, 하지만 수학은 빠르게 변하고 있습니다.

출시 비용 곡선

우주 왕복선(1981): kg당 ~$54,500.
Falcon 9(2016): kg당 ~$2,720.
스타쉽(대상): kg당 ~$100.

출시 비용이 99% 감소하면 이전에 “공상과학”이었던 비즈니스 모델은 “벤처 지원이 가능”해집니다.

바르다 수학

Varda는 수익을 내기 위해 Starship이 필요하지 않습니다. 질량은 적지만 가격이 천문학적인 고부가가치 제품을 겨냥하고 있다.

비용: 300kg 캡슐 출시에는 100만~200만 달러가 소요될 수 있습니다.
수익: 해당 캡슐이 20kg의 완벽한 리토나비르 결정(가치 > $50M)으로 반환되면 마진은 소프트웨어보다 낫습니다.

궤도 대 달: 어디에 건설해야 할까요?

Varda는 저궤도(LEO)에 초점을 맞추고 있는 반면 Blue Origin과 같은 다른 사람들은 달을 바라보고 있습니다.

LEO(Varda): 미세 중력에 가장 적합합니다. 당신은 자유낙하 중입니다. 크리스탈과 오르간 프린팅에 적합합니다.
달(블루 오리진): 중력이 있습니다(지구의 1/6). 결정에는 좋지 않지만 중공업에는 좋습니다. 실리콘, 알루미늄, 산소를 얻기 위해 달의 표토를 채굴하여 지구에서 발사하는 대신 우주에 거대한 구조물을 건설할 수 있습니다.

Varda는 “단기” 플레이(고가치 제약)입니다. 달은 ‘장기적’ 플레이(중공업 기반)이다.

제약 너머: Crystal Internet

또 다른 성배는 ZBLAN입니다.

이는 오늘날의 광섬유 케이블에 사용되는 실리카 유리보다 이론적으로 100배 더 투명한 일종의 불소 유리입니다.

지구에서: 중력으로 인해 유리가 냉각되면서 작은 결정이 유리에 형성되어 유리가 흐려지고 장거리 이동에 쓸모가 없게 됩니다.
우주에서: 완전히 투명하게 냉각됩니다.

ZBLAN 케이블은 50마일마다 “리피터”(고가의 증폭기) 없이 대서양을 횡단할 수 있습니다. 이 우주 광섬유 1kg은 수많은 기존 인프라를 대체할 수 있습니다.

경제학

“그런데 공간은 비싸지 않나요?”

예, 하지만 수학이 바뀌고 있습니다.

발사 비용: SpaceX는 궤도 비용을 ~$2,500/kg으로 낮췄습니다.
제품가치: 키트루다(항암제)의 가격은 ~$100,000/kg입니다.

제품의 가치가 금 무게의 40배에 달하는 경우 로켓 비용은 반올림 오류입니다. 스타쉽이 온라인에 등장하면서 이 마진은 폭발할 것입니다.

우리는 외계 산업 기반의 탄생을 목격하고 있습니다. 미래의 공장은 디트로이트나 선전에 있지 않습니다. 250마일 위에 있어요.

인간 요소: 공장 노동자로서의 우주비행사?

현재 Varda는 완전히 자율적입니다. 하지만 문제가 발생하면 어떻게 되나요? 우주 제조의 다음 단계에는 인간이 관리하는 전초기지가 포함됩니다.

Axiom Space: 연구 및 제조를 위해 특별히 ISS(및 궁극적으로 독립형 스테이션)용 상용 모듈을 구축합니다.
Voyager Space(Starlab): ISS를 대체할 또 다른 상업용 정거장이 계획되어 있습니다.

미래에는 “공장 기술자”가 우주복을 필요로 하는 직업이 될 것입니다. 우리는 더 이상 과학자만 보내는 것이 아닙니다. 용접공, 기계 조작원, 품질 관리 엔지니어를 파견하고 있습니다.

글로벌 경쟁: 중국이 지켜보고 있다

미국 스타트업만이 아니다. 중국의 Tiangong 우주정거장은 이미 수백 건의 미세중력 실험을 진행하고 있습니다. 궤도 제조 우위를 위한 경쟁은 새로운 우주 경쟁입니다. 생산 라인이 궤도에 있을 때 “생산 수단”을 누가 통제합니까?

미국 전략: 민간 부문 주도(Varda, SpaceX, Blue Origin).
중국 전략: 국가 주도(CNSA).

승자는 차세대 의약품 및 컴퓨팅 재료의 공급망을 제어합니다.

출처 (2)

varda.com Varda Space Industries
nasa.gov Benefits of Microgravity

이 기사는 Trendy Tech Tribe 편집팀이 작성했습니다.