Startup imprime viga em 3D no espaço e testa construção em órbita

Tecnologia Espacial

Empresa alemã avança na fabricação de estruturas em órbita com impressão 3D inovadora.

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A startup alemã Orbital Matter imprimiu no vácuo do espaço uma viga rígida de 0,5 metro a partir de resina plástica curada por luz ultravioleta, a bordo do satélite Replicator-2 em órbita terrestre, e deu o primeiro passo para construir painéis solares e antenas de grande porte diretamente em órbita.

Como funciona a impressão 3D em órbita

O Replicator-2 leva quatro impressoras 3D desenvolvidas pela empresa, capazes de extrudar bobinas de uma resina especial que endurece quando exposta à luz ultravioleta, formando vigas cilíndricas rígidas. A Orbital Matter compara o processo a misturar cimento e água, só que, em vez de secar, o material é “curado” pela radiação.

Na demonstração mais recente, o sistema conseguiu imprimir e desdobrar com sucesso a viga de teste e um painel solar flexível acoplado a ela. Uma das quatro impressoras apresentou falha, mas as outras cumpriram a missão, o que, para a empresa, valida o conceito de fabricação estrutural diretamente no espaço.

“Replicator 2 é a primeira prova de que podemos simplesmente construir a estrutura no espaço, no tamanho que a missão exigir”, afirma Jakub Stojek, CEO e cofundador da Orbital Matter. A companhia desenvolve o projeto em colaboração com a Agência Espacial Europeia e com a Thales Alenia, uma das principais construtoras de satélites da Europa.

Por que isso muda o jeito de fazer satélites

Hoje, grandes estruturas de satélites — como painéis solares e antenas — precisam ser lançadas já montadas ou dobradas dentro do espaço apertado do foguete e só então desdobradas em órbita, em mecanismos complexos e sujeitos a falhas. Ao fabricar vigas e suportes diretamente no espaço, a Orbital Matter quer eliminar boa parte dessas limitações.

A ideia é usar as vigas impressas como “coluna vertebral” para painéis solares maiores e radiadores térmicos mais eficientes, essenciais para futuras naves e centros de dados em órbita que demandem muita energia elétrica e forte capacidade de dissipação de calor. Os engenheiros da empresa acreditam que, com resina suficiente a bordo, será possível chegar a vigas de até 100 metros de comprimento — bem além dos cerca de 20 metros dos painéis solares dos satélites Starlink V2 Mini da SpaceX, usados hoje como referência de escala.

Na prática, isso abre espaço para satélites mais potentes sem aumentar o tamanho do foguete, reduz custos de integração em solo e dá flexibilidade para adaptar as estruturas à missão já em órbita. Em contrapartida, fabricantes tradicionais de componentes pré-montados podem ter de se reposicionar diante de um futuro em que parte da estrutura é fabricada fora da Terra.

Aprendizado direto no espaço

O voo do Replicator-2 também marca uma aposta no desenvolvimento rápido: em vez de esgotar testes em laboratório, a Orbital Matter decidiu levar quatro impressoras de uma vez para o espaço justamente para aprender com falhas reais.

“Preferimos aprender em órbita e adaptar o software conforme necessário, ao invés de desperdiçar anos testando todas as possibilidades na Terra”, diz Robert Ihnatisin, CTO e cofundador da empresa. Segundo ele, o comportamento do material, da mecânica fina e da eletrônica em microgravidade e vácuo completo é difícil de reproduzir em solo com fidelidade.

A empresa considera o resultado um sucesso parcial robusto: houve anomalia em uma das impressoras projetadas para desdobrar um painel solar flexível, mas a estrutura que foi de fato impressa conseguiu acionar e sustentar o painel, demonstrando que o conceito de “imprimir para desdobrar” funciona em condições reais de voo.

Entenda o contexto

A impressão 3D em ambiente espacial não é inteiramente nova, mas até agora esforços semelhantes haviam se limitado a câmaras de vácuo em terra ou ao interior pressurizado de estações espaciais. Ao realizar a impressão de uma viga estrutural em um satélite livre em órbita, a Orbital Matter leva a tecnologia para mais perto de uso comercial em larga escala.

Fundada por Jakub Stojek e Robert Ihnatisin, a startup levantou 3 milhões de dólares em rodada seed para desenvolver seus sistemas de fabricação orbital. O foco é o PADS, sigla em inglês para sistema de implantação assistida por impressora, que combina impressão 3D de vigas com mecanismos de desdobramento de painéis solares, antenas e outros componentes.

Construtoras de satélites já estudam integrar o PADS a futuras plataformas, em busca de estruturas mais leves e adaptáveis. A Agência Espacial Europeia acompanha de perto o desenvolvimento, interessada no potencial de reduzir massa, volume e riscos de futuras missões científicas e comerciais.

Próximas missões até 2030

Com o Replicator-2 ainda em operação em órbita e enviando dados, a Orbital Matter prepara agora uma nova missão demonstradora, planejada para o lançamento em 2028. A ideia é colocar em voo um satélite maior com uma impressora de maior porte, capaz de fabricar e desdobrar um painel solar que gere até 5 kW de potência elétrica.

Esse degrau intermediário serviria de base para o objetivo mais ambicioso: chegar, por volta de 2030, a asas solares com mais de 100 kW de potência cada, usando vigas impressas em órbita de dezenas de metros de comprimento. Se a meta se concretizar, a capacidade energética de um único satélite poderá rivalizar com a de pequenas usinas solares em terra, abrindo espaço para serviços intensivos em dados e para missões científicas de grande consumo de energia.

Até lá, a empresa planeja refinar o software de controle das impressoras, ampliar a variedade de materiais utilizáveis e fechar parcerias comerciais para integrar seu sistema diretamente em satélites de comunicação, observação da Terra e infraestrutura de dados em órbita.