太空3D打印新突破:真空环境下工作,助力深空探索未来可期

   发布时间:2025-01-14 22:10 作者:钟景轩

格拉斯哥大学的一项创新技术正引领着太空制造的新纪元。詹姆斯·瓦特工程学院的 Gilles Bailet 博士及其科研团队,成功研发出一种能在零重力及太空真空环境中工作的3D打印机原型,并获得了专利认证。这款设备不仅能在失重状态下运行,还具备在航天器和空间站外部作业的能力,标志着太空制造技术的重大突破。

早在2014年,3D打印技术就首次被应用于国际空间站,宇航员们开始能够在轨道上打印塑料零件和工具。去年,欧洲航天局更是将一台金属3D打印机送入太空,探究微重力环境对金属零件打印的影响。然而,这些早期的太空3D打印机均被局限在国际空间站内部,无法应对外部的极端环境。

Bailet 博士指出,尽管3D打印技术能够以低成本快速生产复杂物品,但在太空真空环境下,传统设备中的细丝材料极易断裂或卡住,导致设备性能下降。为了克服这一难题,Bailet 博士的团队研发了一种颗粒状材料,替代了传统的细丝。这种新材料能够更顺畅地被吸入3D打印机的原料槽,有效避免了细丝断裂的问题,提高了设备的可靠性和自主性。

Bailet 博士的团队已在三次测试飞行中对这款3D打印机进行了验证,累计进行了超过90次、每次持续22秒的失重状态测试。测试结果表明,该设备在微重力环境下表现出色,具备在太空环境中稳定工作的能力。这一成果不仅为太空制造提供了全新的解决方案,也为未来的太空探索开辟了广阔的前景。

除了用于轨道上生产工具和航天器零件外,这款3D打印机还有望在地面技术领域实现突破性进展。研究团队设想利用该技术打印太空反射器,收集轨道上的太阳能并将其反射到地面站,从而建立24小时运行的太阳能发电站。该技术还可用于生产更高效的药物,如胰岛素等。在太空中生长的晶体通常比地球上制造的更大且更有序,因此,轨道化工厂有望成为生产新药物或改进现有药物的理想场所。

未来,如果这款3D打印机得到广泛应用,宇航员将能够在国际空间站外部打印更大的物体,这将彻底改变太空旅行的方式。以前需要通过巨型火箭从地面发射的脆弱且笨重的物体,未来都可以在太空中直接打印。随着人类重返月球的步伐加快,这项技术将简化月球制造流程,甚至可能使月球成为前往火星的发射基地。这一创新技术不仅为太空探索提供了全新的视角和可能,也预示着一个太空制造新时代的到来。

 
 
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