“太空制造”又近一步，就地打印，不必等待從地球上“發(fā)貨”。

作為美國航空航天局（NASA）的合作伙伴，諾斯羅普·格魯曼公司將在2024年1月29日之前，通過獵鷹9號火箭從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角的太空部隊站發(fā)射執(zhí)行其第20次商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)任務(wù)。這次發(fā)射的任務(wù)之一是將包括3D打印設(shè)備在內(nèi)的補(bǔ)給物資送達(dá)國際空間站，為太空中的制造和科學(xué)研究提供支持。

天鵝座太空貨船。圖片來源：美國航空航天局

此次任務(wù)中一個備受期待的項目是歐洲航天局（ESA）的金屬3D打印機(jī)，將在微重力環(huán)境下測試小型金屬3D打印部件。這臺打印機(jī)將研究打印的金屬形狀在微重力下的表現(xiàn)與地球上生產(chǎn)的金屬形狀相比如何。

用于國際空間站的金屬3D打印機(jī)。圖片來源：歐洲航天局

歐洲航天局的羅布·波斯特瑪（Rob Postema）表示：“這項研究讓我們初步了解了這種打印機(jī)在太空環(huán)境中的運(yùn)作情況?！彼a(bǔ)充道：“3D打印機(jī)能夠制造出多種形狀的對象。我們計劃先打印一些樣本，以此來探索太空中的3D打印與地球上的3D打印之間的區(qū)別，同時也研究我們能用這項技術(shù)打印出哪些類型的形狀。此外，這項研究還有助于演示宇航員如何能夠安全且高效地在太空中打印金屬零件。”

金屬3D打印機(jī)在發(fā)射到空間站之前生產(chǎn)的樣品。圖片來源：歐洲航天局

該金屬3D打印項目是在歐洲航天局（ESA）的領(lǐng)導(dǎo)下，由多個工業(yè)和學(xué)術(shù)合作伙伴共同努力的結(jié)果?？罩锌蛙嚬荆‥PA：AIR）、意大利的航空航天公司Highftech Engineering、法國的金屬3D打印領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)者AddUp以及克蘭菲爾德大學(xué)都是該項目的主要貢獻(xiàn)者。

位于法國圖盧茲的空客防務(wù)和航天團(tuán)隊負(fù)責(zé)管理該項目，包括集成3D打印機(jī)的關(guān)鍵組件和電源系統(tǒng)，同時確保這些系統(tǒng)能夠適應(yīng)太空環(huán)境的特殊要求?？颂m菲爾德大學(xué)則負(fù)責(zé)能源和材料輸送機(jī)制的開發(fā)，其中包括如何高效地使用激光技術(shù)和不銹鋼絲材料。Highftech Engineering公司承擔(dān)了制造打印機(jī)外殼和集成流體管理系統(tǒng)的任務(wù)。與此同時，AddUp（法孚和米其林的合資企業(yè)）在創(chuàng)建打印機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機(jī)制方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。AddUp公司負(fù)責(zé)設(shè)計和實現(xiàn)控制打印機(jī)的PLC（可編程邏輯控制器）以及建立打印機(jī)與地面控制中心之間的通信接口。

太空金屬3D打印宣傳視頻截圖，圖片來源：歐洲航天局

這項研究的成果有望深化人類對太空金屬3D打印的功能、性能、操作方式以及打印零件的質(zhì)量、強(qiáng)度和特性的了解。對于未來的長期人類太空任務(wù)來說，補(bǔ)給一直是一個挑戰(zhàn)。通過使用3D打印技術(shù)，宇航員可以在長期的太空飛行，甚至在月球或火星上進(jìn)行設(shè)備維護(hù)時，現(xiàn)場制造所需零件。這樣不僅減少了運(yùn)送備用零件的需求，還避免了預(yù)先猜測可能需要的每一種工具或物品的必要，從而節(jié)省了時間和發(fā)射成本。

此外，過去幾年里，太空中的3D打印實驗已經(jīng)取得了不錯的進(jìn)展。例如，在2023年4月25日，NASA在弗吉尼亞州沃洛普斯飛行設(shè)施進(jìn)行的探空火箭試驗中，他們成功地在太空邊緣測試了3D打印的混合電路。而作為AstroCardia項目的一部分，五家比利時公司和研究中心正在合作3D打印人造心臟和循環(huán)系統(tǒng)，將于2025年發(fā)送到國際空間站。

“太空制造”又近一步，就地打印，不必等待從地球上“發(fā)貨”。

作為美國航空航天局（NASA）的合作伙伴，諾斯羅普·格魯曼公司將在2024年1月29日之前，通過獵鷹9號火箭從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角的太空部隊站發(fā)射執(zhí)行其第20次商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)任務(wù)。這次發(fā)射的任務(wù)之一是將包括3D打印設(shè)備在內(nèi)的補(bǔ)給物資送達(dá)國際空間站，為太空中的制造和科學(xué)研究提供支持。

天鵝座太空貨船。圖片來源：美國航空航天局

此次任務(wù)中一個備受期待的項目是歐洲航天局（ESA）的金屬3D打印機(jī)，將在微重力環(huán)境下測試小型金屬3D打印部件。這臺打印機(jī)將研究打印的金屬形狀在微重力下的表現(xiàn)與地球上生產(chǎn)的金屬形狀相比如何。

用于國際空間站的金屬3D打印機(jī)。圖片來源：歐洲航天局

歐洲航天局的羅布·波斯特瑪（Rob Postema）表示：“這項研究讓我們初步了解了這種打印機(jī)在太空環(huán)境中的運(yùn)作情況?！彼a(bǔ)充道：“3D打印機(jī)能夠制造出多種形狀的對象。我們計劃先打印一些樣本，以此來探索太空中的3D打印與地球上的3D打印之間的區(qū)別，同時也研究我們能用這項技術(shù)打印出哪些類型的形狀。此外，這項研究還有助于演示宇航員如何能夠安全且高效地在太空中打印金屬零件。”

金屬3D打印機(jī)在發(fā)射到空間站之前生產(chǎn)的樣品。圖片來源：歐洲航天局

該金屬3D打印項目是在歐洲航天局（ESA）的領(lǐng)導(dǎo)下，由多個工業(yè)和學(xué)術(shù)合作伙伴共同努力的結(jié)果?？罩锌蛙嚬荆‥PA：AIR）、意大利的航空航天公司Highftech Engineering、法國的金屬3D打印領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)者AddUp以及克蘭菲爾德大學(xué)都是該項目的主要貢獻(xiàn)者。

位于法國圖盧茲的空客防務(wù)和航天團(tuán)隊負(fù)責(zé)管理該項目，包括集成3D打印機(jī)的關(guān)鍵組件和電源系統(tǒng)，同時確保這些系統(tǒng)能夠適應(yīng)太空環(huán)境的特殊要求?？颂m菲爾德大學(xué)則負(fù)責(zé)能源和材料輸送機(jī)制的開發(fā)，其中包括如何高效地使用激光技術(shù)和不銹鋼絲材料。Highftech Engineering公司承擔(dān)了制造打印機(jī)外殼和集成流體管理系統(tǒng)的任務(wù)。與此同時，AddUp（法孚和米其林的合資企業(yè)）在創(chuàng)建打印機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機(jī)制方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。AddUp公司負(fù)責(zé)設(shè)計和實現(xiàn)控制打印機(jī)的PLC（可編程邏輯控制器）以及建立打印機(jī)與地面控制中心之間的通信接口。

太空金屬3D打印宣傳視頻截圖，圖片來源：歐洲航天局

這項研究的成果有望深化人類對太空金屬3D打印的功能、性能、操作方式以及打印零件的質(zhì)量、強(qiáng)度和特性的了解。對于未來的長期人類太空任務(wù)來說，補(bǔ)給一直是一個挑戰(zhàn)。通過使用3D打印技術(shù)，宇航員可以在長期的太空飛行，甚至在月球或火星上進(jìn)行設(shè)備維護(hù)時，現(xiàn)場制造所需零件。這樣不僅減少了運(yùn)送備用零件的需求，還避免了預(yù)先猜測可能需要的每一種工具或物品的必要，從而節(jié)省了時間和發(fā)射成本。

此外，過去幾年里，太空中的3D打印實驗已經(jīng)取得了不錯的進(jìn)展。例如，在2023年4月25日，NASA在弗吉尼亞州沃洛普斯飛行設(shè)施進(jìn)行的探空火箭試驗中，他們成功地在太空邊緣測試了3D打印的混合電路。而作為AstroCardia項目的一部分，五家比利時公司和研究中心正在合作3D打印人造心臟和循環(huán)系統(tǒng)，將于2025年發(fā)送到國際空間站。