太空環境下3D列印大型物體 太空製造業邁進一大步

此前，這種3D印表機曾在美國宇航局下屬艾姆斯研究中心的熱真空室中進行為期24天的試驗。

圖1：美國加州公司生產的3D印表機正在美國宇航局下屬艾姆斯研究中心熱真空室中進行測試

Made In Space公司的代表宣稱，這一里程碑標誌著3D印表機首次在類似太空的環境中創造出「擴展結構」。

Made In Space公司首席執行官安德魯·盧什（Andrew Rush）說「這是一個重要的里程碑，因為它意味著我們現在可以在太空中根據需求製造物體，這可大幅減少技術危險。」Made In Space已經證明在零重力下列印的可能性，該公司已經將兩個3D印表機送上國際空間站。但這2台印表機都保存在國際空間站內，為此它們沒有經歷真空或極端太空溫度波動考驗。

通過6月份測試的3D印表機是Archinaut的組件，它是Made In Space與美國宇航局簽署的「引爆點技術」合同后正在開發的機器人系統。Archinaut還有機器人手臂的功能，可與3D印表機合作生產和組裝結構。美國宇航局官員表示，這樣的技術將允許設計和製造更大、更雄心勃勃的太空船，因為它們不需要放置在火箭的鼻錐內，並可在發射狀態下生存下來。

圖2：在2017年6月的測試中，這種印表機可在類似太空環境下製造各種各樣的物體

美國宇航局太空技術任務理事會負責人史蒂夫·尤爾奇克（Steve Jurczyk）表示：「我們相信，太空機器人製造和裝配將徹底改變我們在太空中設計、部署和操作系統的方式。Archinaut可以提供更廣泛的太空製造和裝配能力。」其中一個潛在的能力是建造更大的太空望遠鏡。尤爾奇克以美國宇航局備受期待的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（JWST）為例，它預計耗資88億美元，主鏡片寬達6.5米。

尤爾奇克說，當2018年11月發射升空時，詹姆斯-韋伯太空望遠鏡將被壓縮，並需要80多次獨立的部署行動，才能開始觀測整個天空。這種策略也可以用於部署鏡面8米寬的太空望遠鏡。但美國宇航局希望建立更大的望遠鏡，鏡面寬至少要達到12米，以便尋找系外行星大氣中的生命跡象，並執行其他雄心勃勃的觀測任務。

尤爾奇克表示：「鑒於目前的運載火箭能力不足，並且需要努力壓縮物體並將其放入運載火箭護罩內，這項任務目前還是不可行的。這將需要多次發射以便組裝完整的系統，成本相當昂貴。而Archinaut會讓太空製造變得更容易和更便宜：任務管理人員只需將原材料送上飛船，後者就能在軌道上建造望遠鏡。

」

但盧什稱，Archinaut不僅能建造新的東西：它也能修復和增強現有的衛星。對於Made In Space來說，下個技術進步就是整合Archinaut的印表機和機械臂操作。完成這步后，該公司將在地球軌道上進行飛行演示。接下來就是完整的商業運作。基於盧什的預測，尤爾奇克估計，Archinaut可能在2020年中期開始運行。盧什對此沒有異議，他說：「我認為在這個時間框架里，操作系統將變得切實可行。」