太空 3D 列印技術 достигает вехи

成功測試表明 “Archinaut” 系統可能很快在軌道上組裝巨型結構

美國宇航局即將發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的 6.5 米主鏡是分段式的,以便可以摺疊起來裝入火箭。未來,其他大型結構可能會在軌道上生成和建造,部分原因在於新的 3D 列印技術。

加利福尼亞州莫菲特菲爾德 — Made In Space 公司朝著其在地球之外建造望遠鏡和其他大型結構的目標又邁進了一步。

這家位於加利福尼亞州的公司製造的3D 印表機 在位於矽谷美國宇航局艾姆斯研究中心的真空熱室 (TVAC) 內進行的為期 24 天的測試中,生產了多個聚合物合金物體,其中最大的一個是一根 33.5 英寸長(85 釐米)的梁。

Made In Space 代表在週四(8 月 10 日)的新聞釋出會上宣佈 6 月份測試成功時表示,這一里程碑標誌著 3D 印表機首次在類似太空的環境中建立“擴充套件結構”。(TVAC 模擬了太空的溫度和真空,但標準的地球重力仍然存在。)[太空 3D 列印:照片集]


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Made In Space 執行長 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自適應地按需製造物體。”“我們已經大大降低了這項技術的風險。”

Made In Space 已經展示了零重力列印;該公司在國際空間站上建造了兩臺 3D 印表機。(美國宇航局擁有一臺機器,Made In Space 擁有另一臺,將其作為商業設施運營。)但國際空間站上的兩臺印表機都放置在空間站內部,因此它們不會經歷太空的真空或極端溫度波動。

在 6 月份測試中表現出色的印表機是 Archinaut 的一個元件,Archinaut 是 Made In Space 公司根據美國宇航局“臨界點技術”合同正在開發的機器人系統。Archinaut 還將配備機械臂,機械臂將與 3D 印表機協同工作,在最終邊界中建造和組裝結構。(在週四的活動中,Made In Space 公司演示了一個這樣的機械臂自主抓取一根小梁並將其插入適當的槽中。不允許拍照,否則您會在這個故事中看到一些照片。)

美國宇航局官員表示,這種技術將允許設計和製造更大、更雄心勃勃的航天器,因為它們不需要裝入火箭的整流罩並經受發射的嚴酷考驗。

美國宇航局空間技術任務理事會負責人史蒂夫·於爾奇克在週四的活動中表示:“我們確實相信,太空機器人制造和組裝將徹底改變我們設計、部署和運營太空系統的方式。”

他補充說,Archinaut“可以實現廣泛的太空製造和組裝能力”。

其中一種潛在能力是建造更大的太空望遠鏡。於爾奇克以美國宇航局備受期待的耗資 88 億美元的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡 (JWST)為例,該望遠鏡的主鏡寬 21.3 英尺(6.5 米)。

於爾奇克說,JWST 將在 2018 年 11 月發射時被高度壓縮,以至於升空後需要進行 80 多次單獨的展開操作才能使望遠鏡準備好觀測天體。他補充說,這種策略可能適用於鏡面寬度達 26 英尺(8 米)左右的太空望遠鏡。但美國宇航局希望建造更大的望遠鏡,至少寬 39 英尺(12 米),以便尋找系外行星大氣層中生命跡象並進行其他雄心勃勃的觀測。

於爾奇克告訴 Space.com:“考慮到目前的運載火箭,以及試圖將物體摺疊起來並放入運載火箭整流罩中,單次發射完成這項任務目前是不可行的。”“這將需要多次發射部分組裝的系統,這將是昂貴的。”

他補充說,Archinaut 將使事情變得更加容易和便宜:任務管理者只需將原料發射到這個三臂航天器,它就可以在軌道上建造望遠鏡。

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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