סטארטאפ בריטי הצליח להפעיל תנור התכה זעיר במסלול סביב כדור הארץ והוכיח היתכנות לייצור מוליכים למחצה באיכות הגבוהה פי 4,000 מהקיים על פני האדמה – צעד קריטי בדרך לייצור מסחרי בחלל
החזון של העברת התעשייה הכבדה והמזהמת אל מחוץ לאטמוספירה מלווה את עולם המדע הבדיוני והמחקר האקדמי כבר עשורים, אך כעת נראה כי אנחנו חוצים את הגבול שבין תיאוריה לפרקטיקה עסקית. חברת Space Forge הבריטית רשמה השבוע הישג טכנולוגי משמעותי כאשר הלוויין הזעיר שלה, ששוגר על גבי טיל של SpaceX, הצליח להפעיל בחלל תנור התכה שהגיע לטמפרטורות קיצוניות הנושקות ל-1,000 מעלות צלזיוס. זהו לא רק הישג הנדסי של שליטה תרמית, אלא הוכחת היתכנות לאחד השווקים המבטיחים ביותר של העשור הקרוב: ייצור מוליכים למחצה (Semiconductors) בתנאי מיקרו-כבידה. בעוד שעל כדור הארץ אנו נלחמים בחוקי הפיזיקה כדי לייצר שבבים מתקדמים, החלל מציע תנאים אופטימליים שפשוט לא ניתן לשחזר בשום מעבדה קרקעית, משוכללת ככל שתהיה.
היתרון הפיזיקלי: מעבדה נקייה יותר מכל חדר נקי
מדוע להתאמץ לשגר מפעל בגודל מיקרוגל לחלל? התשובה טמונה במבנה האטומי. על פני כדור הארץ, כוח המשיכה משפיע על האופן שבו גבישים נוצרים ומתמצקים, וגורם לעיוותים זעירים במבנה הסריג הקריסטלי. בחלל, תנאי המיקרו-כבידה מאפשרים לאטומים להסתדר במבנה כמעט מושלם. לכך מצטרף היתרון של הריק (ואקום) הטבעי בחלל, המבטל כמעט לחלוטין את הסיכון לזיהומים מחלקיקים הנישאים באוויר – האויב המושבע של תעשיית השבבים.
השילוב הזה מאפשר לייצר חומרים בעלי אחידות מבנית ויעילות אלקטרונית חסרת תקדים. הנתונים מראים כי שבבים המיוצרים בתנאים אלו עשויים להיות טהורים עד פי 4,000 מאלו המיוצרים כיום במפעלים המתקדמים ביותר בכדור הארץ. המשמעות המעשית היא דרמטית עבור תשתיות קריטיות: מתחנות בסיס של רשתות 5G הדורשות יעילות אנרגטית מקסימלית, דרך מערכות טעינה לרכבים חשמליים, ועד למערכות תעופה מתקדמות. האיכות הגבוהה של החומר מפחיתה את התנגדות החשמלית ואת פליטת החום, מה שמאפשר ביצועים גבוהים יותר בפחות אנרגיה.
מגן החום של המלך ארתור והאתגר הלוגיסטי
הפעלת התנור בחלל ויצירת הפלזמה הלוהטת בתוכו – כפי שתועד על ידי המצלמות הפנימיות של הלוויין – היא רק מחצית מהאתגר. המכשול הגדול ביותר בתעשיית החלל החדשה (NewSpace) אינו הייצור עצמו, אלא היכולת להחזיר את התוצרת לכדור הארץ בשלמותה ובמחיר כלכלי. בניגוד לניסויים היסטוריים בתחנות החלל מיר או ה-ISS, המטרה כאן היא פס ייצור מסחרי. לשם כך, Space Forge מפתחת את "Pridwen", מגן חום הקרוי על שם המגן האגדי של המלך ארתור.
מגן זה מיועד להגן על הלוויין והמטען היקר שבתוכו מהטמפרטורות הגיהנומיות של הכניסה מחדש לאטמוספירה. בראייה עתידית, החברה מתכננת "בית יציקה" אורביטלי גדול יותר, המסוגל לייצר חומר גלם עבור עד 10,000 שבבים בכל סבב. הצלחת המודל העסקי תלויה לחלוטין ביכולת להפוך את תהליך השיגור, הייצור והחזרה למחזורי, אמין וזול יחסית, בדומה לאופן שבו חברות שילוח מנהלות שרשרת אספקה גלובלית.
לא רק מדע: המרוץ הכלכלי למפעלים מרחפים
חשוב להבין את ההקשר הרחב: אנחנו עדים לתחילתו של עידן הייצור בחלל (In-space Manufacturing). זהו אינו עוד ניסוי מדעי מבודד, אלא חלק ממגמה עולמית שבה חברות פרטיות מנסות לנצל את המסלול הלווייני לייצור תרופות, רקמות ביולוגיות וחומרים מתקדמים. בעוד ארגונים ממשלתיים עסקו בכך בעבר ברמה המחקרית, המגזר הפרטי דוחף כעת ליישומים מסחריים.
למרות ההתלהבות, אסור להתעלם מהאתגרים. שרשרת האספקה של ייצור בחלל היא מורכבת ויקרה. שיגור רקטות, גם אם מחירן ירד משמעותית בשנים האחרונות, עדיין כרוך בעלויות גבוהות ובטביעת רגל סביבתית שצריך לקחת בחשבון. עם זאת, אם הטכנולוגיה תצליח להוכיח שהיא מסוגלת לספק שבבים שמקפיצים את הביצועים של מוצרי אלקטרוניקה בסדרי גודל, הביקוש בשוק העולמי עשוי להפוך את המפעלים המרחפים הללו לסטנדרט החדש של תעשיית ההייטק העולמית. ההדגמה הנוכחית היא איתות ברור: המפעלים של המחר כבר לא יהיו על הקרקע.
