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陈根:3D太空打印已经来了,人类太空开厂还会远吗?

 陈根谈科技 2020-05-11

/陈根

5月5日长征五号B运载火箭首飞成功有趣的是,船上除了搭载着我国新一代载人飞船试验船之外,还搭载了一台“3D打印机”。这是我国首次太空3D打印实验,也是国际上第一次在太空中开展连续纤维增强复合材料的3D打印实验。

这次打印的对象有两个,一个是蜂窝结构(代表航天器轻量化结构),另外一个是CASC(中国航天科技集团有限公司)标志。科研人员将这台“3D打印机”安装在了试验船返回舱之中,飞行期间该系统自主完成了连续纤维增强复合材料的样件打印,也验证了微重力环境下复合材料3D打印的科学实验目标。

据了解,连续纤维增强复合材料是当前国内外航天器结构的主要材料,具有密度低、强度高的特点。开展复合材料空间3D打印技术研究,对于未来空间站长期在轨运行、发展空间超大型结构在轨制造,具有重要意义。

3D太空打印已经来了,人类太空开厂还会远吗?

其实3D太空打印所涉及的太空制造是一个非常小众的研究领域,那3D太空打印对人类的意义又是什么?

200321日美国东部时间上午9时,美国“哥伦比亚”号航天飞机在得克萨斯州北部上空解体坠毁,7名宇航员全部遇难。

根据后来信息,哥伦比亚航天飞机事故在航天飞机在返回地球前,航天员其实已经发现了航天飞机左翼的缺陷,就是这个缺陷导致了惨痛事故的发生

但根据NASA仿真分析,当时的条件开展太空在轨维修的风险非常高。也就是说,即使开展这样的工作也不太可能成功挽救这次事故。

这也给航天航空留下了非常重要的警示在轨的应急维修能力是保障航天安全的重要手段。

一般来说,国际空间站中都会存放大量的备品、备件以及工具,价值大约在十亿美元。但是,这些备件有99%的概率是用不上的,它们的存在只是为了以防万一。

那么,如果能够在太空中,在空间站中快速制造出所需要的工具、备件,是不是可以节省出很多宝贵的空间呢?

3D太空打印的成功,无疑是在空间站制造工具上跨出了重要的、历史性的一步。近年来,太空制造领域的发展十分迅速,太空制造领域的材料体系和制造工艺在不断完善与进步。从高分子材料到金属材料,到陶瓷材料,再到生物材料,这些工艺不仅仅是3D打印,也包含铸造技术,材料循环技术等。我们相信,给科技以时间,它就定会让我们看到更多奇迹。

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