太空 3D 打印技术 достигает вехи

成功测试表明 “Archinaut” 系统可能很快在轨道上组装巨型结构

美国宇航局即将发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜的 6.5 米主镜是分段式的,以便可以折叠起来装入火箭。未来,其他大型结构可能会在轨道上生成和建造,部分原因在于新的 3D 打印技术。

加利福尼亚州莫菲特菲尔德 — Made In Space 公司朝着其在地球之外建造望远镜和其他大型结构的目标又迈进了一步。

这家位于加利福尼亚州的公司制造的3D 打印机 在位于硅谷美国宇航局艾姆斯研究中心的真空热室 (TVAC) 内进行的为期 24 天的测试中,生产了多个聚合物合金物体,其中最大的一个是一根 33.5 英寸长(85 厘米)的梁。

Made In Space 代表在周四(8 月 10 日)的新闻发布会上宣布 6 月份测试成功时表示,这一里程碑标志着 3D 打印机首次在类似太空的环境中创建“扩展结构”。(TVAC 模拟了太空的温度和真空,但标准的地球重力仍然存在。)[太空 3D 打印:照片集]


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Made In Space 首席执行官 Andrew Rush 说:“这是一个重要的里程碑,因为它意味着我们现在可以在太空自适应地按需制造物体。”“我们已经大大降低了这项技术的风险。”

Made In Space 已经展示了零重力打印;该公司在国际空间站上建造了两台 3D 打印机。(美国宇航局拥有一台机器,Made In Space 拥有另一台,将其作为商业设施运营。)但国际空间站上的两台打印机都放置在空间站内部,因此它们不会经历太空的真空或极端温度波动。

在 6 月份测试中表现出色的打印机是 Archinaut 的一个组件,Archinaut 是 Made In Space 公司根据美国宇航局“临界点技术”合同正在开发的机器人系统。Archinaut 还将配备机械臂,机械臂将与 3D 打印机协同工作,在最终边界中建造和组装结构。(在周四的活动中,Made In Space 公司演示了一个这样的机械臂自主抓取一根小梁并将其插入适当的槽中。不允许拍照,否则您会在这个故事中看到一些照片。)

美国宇航局官员表示,这种技术将允许设计和制造更大、更雄心勃勃的航天器,因为它们不需要装入火箭的整流罩并经受发射的严酷考验。

美国宇航局空间技术任务理事会负责人史蒂夫·于尔奇克在周四的活动中表示:“我们确实相信,太空机器人制造和组装将彻底改变我们设计、部署和运营太空系统的方式。”

他补充说,Archinaut“可以实现广泛的太空制造和组装能力”。

其中一种潜在能力是建造更大的太空望远镜。于尔奇克以美国宇航局备受期待的耗资 88 亿美元的詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST)为例,该望远镜的主镜宽 21.3 英尺(6.5 米)。

于尔奇克说,JWST 将在 2018 年 11 月发射时被高度压缩,以至于升空后需要进行 80 多次单独的展开操作才能使望远镜准备好观测天体。他补充说,这种策略可能适用于镜面宽度达 26 英尺(8 米)左右的太空望远镜。但美国宇航局希望建造更大的望远镜,至少宽 39 英尺(12 米),以便寻找系外行星大气层中生命迹象并进行其他雄心勃勃的观测。

于尔奇克告诉 Space.com:“考虑到目前的运载火箭,以及试图将物体折叠起来并放入运载火箭整流罩中,单次发射完成这项任务目前是不可行的。”“这将需要多次发射部分组装的系统,这将是昂贵的。”

他补充说,Archinaut 将使事情变得更加容易和便宜:任务管理者只需将原料发射到这个三臂航天器,它就可以在轨道上建造望远镜。

Mike Wall has been writing for Space.com since 2010. His book about the search for alien life, “Out There,” was published on Nov. 13, 2018. Before becoming a science writer, Michael worked as a herpetologist and wildlife biologist. He has a Ph.D. in evolutionary biology from the University of Sydney, Australia, a bachelor’s degree from the University of Arizona, and a graduate certificate in science writing from the University of California, Santa Cruz.

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