ขนาดของจานเสาอากาศหรือกระจกกล้องโทรทรรศน์ที่ส่งขึ้นอวกาศได้ ถูกจำกัดด้วยขนาดหัวจรวดมาตลอด ที่ผ่านมามีแค่สองทาง คือพับให้เล็กแล้วไปกางออกในอวกาศ หรือส่งขึ้นไปเป็นชิ้นหลายเที่ยวแล้วประกอบกันข้างบน ล่าสุด Caltech กับ DARPA โชว์ทางที่สาม ASTRA หุ่นยนต์ที่ต่อโครงสร้างขึ้นเองในวงโคจรได้สำเร็จ Sergio Pellegrino หัวหน้าทีมบอกว่านี่เป็นครั้งแรกที่มีการสร้างโครงสร้างในอวกาศแบบอัตโนมัติ โดยไม่ต้องใช้นักบินอวกาศ
กล่อง 1 ลูกบาศก์เมตรที่ประกอบเสาอากาศเอง
ASTRA ย่อมาจาก Autonomous In-Space Tensioned Reflector Assembly เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ NOM4D ของ DARPA เป้าหมายคือประกอบเสาอากาศจานสะท้อนเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.4 เมตร จากท่อคอมโพสิตไฟเบอร์ ข้อต่ออะลูมิเนียม และแผ่นสะท้อน Kapton ตัวเพย์โหลดมีขนาดราว 1 ลูกบาศก์เมตร ข้างในมีแขนกลที่หยิบท่อและข้อต่อจากกล่องจ่ายชิ้นส่วนแบบมีมอเตอร์ แล้วประกอบโครงทีละช่องด้วยรูปแบบเดิมซ้ำไปเรื่อยๆ DARPA เปรียบว่าเหมือนต่อ K’Nex หรือ Tinkertoy เวอร์ชันไฮเทค
ลำดับงานคือแขนกลหยิบชิ้นส่วนมาประกอบหนึ่งช่องบนแผ่นประกอบ แล้วติดฟิล์มเจาะรูที่มีลักษณะเป็นตาข่าย ทำเป็นตาข่ายสะท้อนสองชั้นที่ดึงตึงเข้าหากันด้วยสปริง เสร็จแล้วดันช่องนั้นออกไปข้างนอกก่อนเริ่มช่องถัดไป โครงจะครบเมื่อประกอบได้ 11 ช่อง ฟิล์มเจาะรูนี้ทีม Caltech คิดค้นร่วมกับทีมของ Igor Bargatin จาก University of Pennsylvania ข้อดีคือต้องการแรงดึงน้อยกว่าตาข่ายโลหะถักที่จานแบบพับได้ใช้กัน จึงออกแบบโครงสร้างให้เบาลงได้มาก
ประกอบได้ 1 ช่อง แต่พิสูจน์แนวคิดได้แล้ว
ASTRA ขึ้นสู่วงโคจรต่ำเมื่อ 30 มีนาคม 2026 จากฐานทัพอวกาศ Vandenberg เป็นหนึ่งใน 10 เพย์โหลดบนยาน Vigoride 7 ของ Momentus ซึ่งขึ้นไปกับภารกิจ SpaceX Transporter-16 ตอนขึ้นไปมีโครงประกอบสำเร็จติดไปแล้ว 2 ช่อง หลังปลดตัวล็อกที่ยึดชิ้นส่วนไว้ระหว่างปล่อยจรวดและดันสองช่องแรกออกไป หุ่นก็ประกอบช่องที่สามขึ้นในอวกาศได้สำเร็จ
คำว่าอัตโนมัติยังมีคนช่วยอยู่เบื้องหลังพอสมควร ทีมภาคพื้นดินคุยกับระบบได้แค่วันละ 7 ถึง 8 ช่วง ช่วงละราว 15 นาที ทีมส่งคำสั่งแล้วตรวจผลจากภาพที่ดาวน์โหลดลงมา ทุกครั้งที่เจอปัญหาก็จะจำลองบนเครื่องแฝดที่เก็บไว้ในแล็บของ Caltech หาทางแก้ให้ได้ก่อนแล้วค่อยส่งวิธีแก้ขึ้นไป ด้วยข้อจำกัดด้านเวลา ทีมจึงสร้างได้แค่ส่วนแรกของเสาอากาศ และเมื่อภารกิจจะจบในเดือนธันวาคมนี้ ก็ไม่น่าจะประกอบครบทั้งโครง
เป้าหมายจริงคือโครงสร้างระดับกิโลเมตร
Andrew Detor ผู้จัดการโครงการ NOM4D ของ DARPA บอกว่าเป้าหมายคือการสร้างโครงสร้างขนาด “หลายร้อยเมตรหรือหลายกิโลเมตร” และ “ยังไม่มีอะไรใกล้เคียงขนาดนั้นที่ทำได้ในวันนี้” ถ้าไปถึงจุดนั้นได้ จะใช้ทำกระจกยักษ์ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่มองได้ไกลกว่าเดิม เสาอากาศวิทยุขนาดใหญ่ หรือแผงโซลาร์มหึมาสำหรับเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศ ซึ่ง Pellegrino เองก็เป็นผู้อำนวยการร่วมของ Space Solar Power Project ที่ศึกษาการส่งพลังงานไร้สายจากอวกาศลงมายังโลก
เทียบกับงานก่อนหน้า แขนกล Canadarm2 เคยช่วยประกอบสถานีอวกาศนานาชาติ แต่เป็นการยกชิ้นส่วนที่ผลิตเสร็จจากโลกมาต่อกัน โดยมีนักบินอวกาศเป็นคนติดตั้ง ส่วนโครงการ Archinaut One ของ NASA ที่ตั้งใจจะพิมพ์คานในวงโคจรก็ปิดไปเมื่อปี 2023 ใน NOM4D เฟสสามยังมีอีกทีมเดียวที่ผ่านเข้ามา คือ University of Illinois Urbana-Champaign ซึ่งจะใช้โมดูลบน ISS ทดสอบการทำให้ท่อคาร์บอนแข็งตัวในอวกาศ
