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太空3D打印新突破:真空環境下工作,助力深空探索未來可期

   時間:2025-01-14 22:10 來源:ITBEAR作者:鐘景軒

格拉斯哥大學的一項創新技術正引領著太空制造的新紀元。詹姆斯·瓦特工程學院的 Gilles Bailet 博士及其科研團隊,成功研發出一種能在零重力及太空真空環境中工作的3D打印機原型,并獲得了專利認證。這款設備不僅能在失重狀態下運行,還具備在航天器和空間站外部作業的能力,標志著太空制造技術的重大突破。

早在2014年,3D打印技術就首次被應用于國際空間站,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金屬3D打印機送入太空,探究微重力環境對金屬零件打印的影響。然而,這些早期的太空3D打印機均被局限在國際空間站內部,無法應對外部的極端環境。

Bailet 博士指出,盡管3D打印技術能夠以低成本快速生產復雜物品,但在太空真空環境下,傳統設備中的細絲材料極易斷裂或卡住,導致設備性能下降。為了克服這一難題,Bailet 博士的團隊研發了一種顆粒狀材料,替代了傳統的細絲。這種新材料能夠更順暢地被吸入3D打印機的原料槽,有效避免了細絲斷裂的問題,提高了設備的可靠性和自主性。

Bailet 博士的團隊已在三次測試飛行中對這款3D打印機進行了驗證,累計進行了超過90次、每次持續22秒的失重狀態測試。測試結果表明,該設備在微重力環境下表現出色,具備在太空環境中穩定工作的能力。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工具和航天器零件外,這款3D打印機還有望在地面技術領域實現突破性進展。研究團隊設想利用該技術打印太空反射器,收集軌道上的太陽能并將其反射到地面站,從而建立24小時運行的太陽能發電站。該技術還可用于生產更高效的藥物,如胰島素等。在太空中生長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新藥物或改進現有藥物的理想場所。

未來,如果這款3D打印機得到廣泛應用,宇航員將能夠在國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,這項技術將簡化月球制造流程,甚至可能使月球成為前往火星的發射基地。這一創新技術不僅為太空探索提供了全新的視角和可能,也預示著一個太空制造新時代的到來。

 
 
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