在太空中3D打印10米長(zhǎng)的梁，美國(guó)宇航局NASA資助5億給Made In Space

△太空3D打印工藝流程：在地球上設(shè)計(jì)好3D打印模型文件→空間站中的3D打印機(jī)根據(jù)文件進(jìn)行打印→打印完成后即可取出來(lái)使用。

南極熊和熊友們一起開(kāi)個(gè)腦洞：

• 在太空中使用3D打印技術(shù)來(lái)制造零件物體，將可能是一個(gè)非常具有前瞻性但又實(shí)用的想法。
• 只需要把3D打印機(jī)送上太空，即可根據(jù)圖紙數(shù)據(jù)，在太空中生產(chǎn)出各種各樣的零件，即時(shí)可得；
• 不需要先在地球上生產(chǎn)出來(lái)之后，再運(yùn)送到太空中，大大降低成本，減少等待時(shí)間；
• 而且，在太空中進(jìn)行3D打印，沒(méi)有空氣或塵埃污染了材料，沒(méi)有重力影響打印的自由度，可能會(huì)讓零件質(zhì)量更好；
• 甚至以后某些高端的零件，可以在太空中3D打印制造完成，再運(yùn)回到地球上使用。
  

△3D打印長(zhǎng)梁

南極熊3D打印網(wǎng)獲悉，2019年7月12日NASA宣布向太空制造公司（Made In Space）簽發(fā)7370萬(wàn)美元（約合5億人民幣）的合同，用于2022年發(fā)射的“太空建筑師一號(hào)”小衛(wèi)星上，使得它可以讓在太空中3D打印10米長(zhǎng)的梁。NASA說(shuō)：“隨著制造進(jìn)程的發(fā)展，每根梁上將鋪上兩個(gè)太陽(yáng)能電池陣，發(fā)電能力將是同樣大小衛(wèi)星上傳統(tǒng)太陽(yáng)能板的5倍�！薄疤�空建筑師一號(hào)”最早擬于2022年由火箭實(shí)驗(yàn)室公司的Rocket Lab Electron火箭 從新西蘭發(fā)射。

    NASA主管航天技術(shù)任務(wù)署的副局長(zhǎng)Jim Reuter說(shuō)，太空機(jī)器人制造與組裝無(wú)疑將改變未來(lái)空間探測(cè)格局，屬于基礎(chǔ)性能力。他說(shuō)：“隨著我們推動(dòng)開(kāi)展送人去月球、隨后再前往火星的工作，通過(guò)率先發(fā)展這項(xiàng)具有變革性的技術(shù)，美國(guó)將繼續(xù)保持其在空間探測(cè)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位�！�

    新簽的這項(xiàng)合同拓展了太空制造公司2016年啟動(dòng)的“太空建筑師”技術(shù)工作。它一直在持續(xù)加強(qiáng)這項(xiàng)技術(shù)，并證明所造3D打印設(shè)備在太空中使用時(shí)有足夠的耐久性。太空制造公司在“太空建筑師”技術(shù)上的合作伙伴包括Northrop Grumman, 、NASA艾姆斯研究中心和NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。NASA稱，諸如“太空建筑師”一類(lèi)的技術(shù)對(duì)于未來(lái)空間任務(wù)有重要應(yīng)用，因?yàn)槠淠軒��?lái)大型通信天線、太空望遠(yuǎn)鏡、電力系統(tǒng)和反射面的在軌建造。
△空間站中，沒(méi)有重力的環(huán)境下，宇航員和3D打印機(jī)都漂浮在空中

    NASA稱，新簽合同是雙方合作的第二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。通過(guò)“轉(zhuǎn)折點(diǎn)”計(jì)劃，NASA向正在研發(fā)可供自己和商業(yè)航天項(xiàng)目使用技術(shù)的廠家提供經(jīng)費(fèi)支持。各廠家至少要自己承擔(dān)這些公私合作項(xiàng)目費(fèi)用的25%。

一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)國(guó)際空間站內(nèi)缺少某種工具或部件時(shí)，宇航員們就得花上數(shù)周甚至數(shù)月等待地面送來(lái)物資補(bǔ)給。有了太空3D打印機(jī)，技術(shù)人員在地球上設(shè)定出物品的制造程序，然后用電子郵件發(fā)送至國(guó)際空間站，整個(gè)過(guò)程耗時(shí)不到一周，而實(shí)際打印時(shí)間只有約4小時(shí)。

除了時(shí)間成本，太空3D打印所節(jié)約的運(yùn)輸成本同樣可觀�？臻g站、基地或復(fù)雜航天器的系統(tǒng)由許多部分組成。盡管在建造時(shí)就力求可靠，但仍然面臨著零件損壞、系統(tǒng)升級(jí)等問(wèn)題。如果攜帶大量預(yù)制零件進(jìn)入太空，就會(huì)大大增加高昂的發(fā)射費(fèi)用。如采用太空3D打印技術(shù)，只需將原材料和輕型打印機(jī)帶入太空，從而就地制造所需零部件，最大限度減少發(fā)射重量并提高工作效率。未來(lái)，當(dāng)人類(lèi)能夠從其他星球表面開(kāi)采原材料時(shí)，還能在太空建立“零件工廠”，進(jìn)一步減輕航天器的發(fā)射重量，節(jié)約空間。

雖然在太空中使用3D打印技術(shù)來(lái)制造零件有種種好處，但中國(guó)的相關(guān)航空航天單位，對(duì)這方面的關(guān)注還很少。中國(guó)的月球科研基地計(jì)劃，未來(lái)應(yīng)該會(huì)有需要，南極熊希望有關(guān)部分可以對(duì)這個(gè)太空制造工藝重視起來(lái)。