格拉斯哥大學(xué)的一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)正引領(lǐng)著太空制造的新紀(jì)元。詹姆斯·瓦特工程學(xué)院的 Gilles Bailet 博士及其科研團(tuán)隊(duì)，成功研發(fā)出一種能在零重力及太空真空環(huán)境中工作的3D打印機(jī)原型，并獲得了專利認(rèn)證。這款設(shè)備不僅能在失重狀態(tài)下運(yùn)行，還具備在航天器和空間站外部作業(yè)的能力，標(biāo)志著太空制造技術(shù)的重大突破。
早在2014年，3D打印技術(shù)就首次被應(yīng)用于國(guó)際空間站，宇航員們開始能夠在軌道上打印塑料零件和工具。去年，歐洲航天局更是將一臺(tái)金屬3D打印機(jī)送入太空，探究微重力環(huán)境對(duì)金屬零件打印的影響。然而，這些早期的太空3D打印機(jī)均被局限在國(guó)際空間站內(nèi)部，無法應(yīng)對(duì)外部的極端環(huán)境。
Bailet 博士指出，盡管3D打印技術(shù)能夠以低成本快速生產(chǎn)復(fù)雜物品，但在太空真空環(huán)境下，傳統(tǒng)設(shè)備中的細(xì)絲材料極易斷裂或卡住，導(dǎo)致設(shè)備性能下降。為了克服這一難題，Bailet 博士的團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種顆粒狀材料，替代了傳統(tǒng)的細(xì)絲。這種新材料能夠更順暢地被吸入3D打印機(jī)的原料槽，有效避免了細(xì)絲斷裂的問題，提高了設(shè)備的可靠性和自主性。
Bailet 博士的團(tuán)隊(duì)已在三次測(cè)試飛行中對(duì)這款3D打印機(jī)進(jìn)行了驗(yàn)證，累計(jì)進(jìn)行了超過90次、每次持續(xù)22秒的失重狀態(tài)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，該設(shè)備在微重力環(huán)境下表現(xiàn)出色，具備在太空環(huán)境中穩(wěn)定工作的能力。這一成果不僅為太空制造提供了全新的解決方案，也為未來的太空探索開辟了廣闊的前景。
除了用于軌道上生產(chǎn)工具和航天器零件外，這款3D打印機(jī)還有望在地面技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破性進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)設(shè)想利用該技術(shù)打印太空反射器，收集軌道上的太陽能并將其反射到地面站，從而建立24小時(shí)運(yùn)行的太陽能發(fā)電站。該技術(shù)還可用于生產(chǎn)更高效的藥物，如胰島素等。在太空中生長(zhǎng)的晶體通常比地球上制造的更大且更有序，因此，軌道化工廠有望成為生產(chǎn)新藥物或改進(jìn)現(xiàn)有藥物的理想場(chǎng)所。
未來，如果這款3D打印機(jī)得到廣泛應(yīng)用，宇航員將能夠在國(guó)際空間站外部打印更大的物體，這將徹底改變太空旅行的方式。以前需要通過巨型火箭從地面發(fā)射的脆弱且笨重的物體，未來都可以在太空中直接打印。隨著人類重返月球的步伐加快，這項(xiàng)技術(shù)將簡(jiǎn)化月球制造流程，甚至可能使月球成為前往火星的發(fā)射基地。這一創(chuàng)新技術(shù)不僅為太空探索提供了全新的視角和可能，也預(yù)示著一個(gè)太空制造新時(shí)代的到來。
