未来已经来临:太空金属3D打印 🚀🛠️

欧洲航天局发射世界首台3D金属打印机进入国际空间站,标志着空间探索可能迎来新时代

欧空局将首个金属3D打印机送往国际空间站

国际空间站(ISS)即将迎来一项开创性的里程碑 – 世界上首个适用于太空的金属3D打印机即将到达。这款由空中客车公司开发的重达180公斤的打印机将通过打印金属工具、安装接口和机械零部件彻底改变制造能力。它将安装在欧洲空间局(ESA)的哥伦布模块上,旨在验证零重力下的技术,并为将来在月球和火星上使用铺平道路。🌒🪐

在太空中打印零件 🛠️🌌

这款先进的打印机在短短40小时内就能制造出宽度为五厘米、高度为九厘米的零件。一旦安装在国际空间站上,它将制造四个金属样本,供送回地球进行分析。同时,地面上的工程模型也将制造相同的样本。欧空局和丹麦技术大学将通过进行机械强度和弯曲测试,以及对太空制造零件进行微观结构分析,对微重力的影响进行评估,并将其与地球制造的样本进行比较。🔬

The four test prints. Credit: Airbus Space and Defence SAS

“增加太空中添加制造的成熟度和自动化程度可能会改变支持地球以外的生命的局面,”空中客车公司空间装配首席工程师Gwenaëlle Aridon说道。她说得完全正确!能够在太空中修理或制造零件减少了对地球补给的依赖,这对于长期航天任务和探索至关重要。面对现实,我们不能指望太空亚马逊把备件送到月球或火星上(至少目前还不能!)。🚀📦

太空制造:最后的边疆 🌌🔭

太空制造为研究和太空探索打开了全新的可能性。太空的独特特性,如微重力、接近真空的环境和较高的辐射水平,为各个行业提供了一个无与伦比的实验平台,从半导体到制药。它使研究人员能够突破科学知识的边界,推动技术进步达到新的高度。💫

但太空制造的好处不仅限于研究。在太空中能够生产零件和工具对于自给自足和长期任务至关重要。它减少了对地球补给任务的需求,使宇航员能够根据需求进行适应和修理设备。正如空中客车公司金属3D打印机系统工程师Sébastien Girault所解释的那样:“在国际空间站之外考虑的应用可能是令人惊奇的。想象一下使用转化的月壤[月尘]或回收材料建造月球基地的金属打印机!”🌘🏗️

在太空中打印金属的挑战 🛠️🌠

虽然自2014年以来,太空中的塑料零件3D打印一直在进行,但打印金属则带来了一系列全新的挑战。首先,打印机必须缩小尺寸以适应一个洗衣机的尺寸。在地球上,打印机占用至少10平方米的空间,但在太空中,每一寸都是宝贵的。因此,他们必须考虑得更小!其次,与在太空中打印金属相关的安全隐患非常大。不仅需要更高的温度,还需要一个强大的激光来熔化金属。

The 3D metal printer. Credit: ESA

“不锈钢的熔点约为1400°C,因此打印机在一个完全密封的盒子内运行,防止过多的热量或烟雾影响到太空站的宇航员,”欧洲空间局材料工程师Advenit Makaya解释。它就像一个带有内置安全措施的高科技烤箱。在打印过程开始之前,打印机的内部氧气氛围被排空进入太空并用氮气取而代之。这个预防措施防止不锈钢在暴露于氧气时发生氧化。即使在太空中也要第一保证安全!👩‍🚀🔥

太空中金属时代的黎明 🚀🌟

这项金属3D打印技术标志着太空探索的重大飞跃。如果打印机能够成功交付成果,它将在未来的月球和火星探索中发挥重要作用。此外,它与欧洲航天局(ESA)对循环太空经济的愿景保持一致 – 这是一种可持续的方法,通过促进回收利用资源来创造一个自给自足的太空生态系统。这不仅仅是关于到达月球和火星; 它是关于在那里扎营并留下来!🌕🏭

所以,请密切关注这一突破性成就的更多更新。金属3D打印在太空中的时代刚刚开始,其可能性是无限的。随着我们继续取得显著的技术进步,建立月球基地或登陆火星的那一天越来越近了。人类的触手可及!🚀🔭

更多问题和答案 🤔💡

问:除了维修和制造零件外,金属3D打印在太空中还有哪些潜在应用? 答:金属3D打印在太空中开启了无限的可能性。它可以用来使用转化后的月壤或回收材料构建大型结构,如月球基地。此外,它还可以支持外星资源的采矿和加工,从而推动可持续太空经济的发展。

问:对于在太空中制造的金属零件的质量和强度是否存在任何担忧? 答:在太空中制造的金属零件将经历严格的测试和分析,将其与在地球上制造的零件进行比较。这是为了评估微重力对其机械强度和结构完整性的影响。这些测试将确保零件符合所需的质量标准,并可在太空任务中依赖。

参考资料 📚🔗

  1. Sierra Space加入国防主力,获得大规模军用卫星合同
  2. 台湾当选总统面临芯片行业的日益严峻挑战
  3. 研究人员展示快速打印金属的新方法
  4. 欧洲航天局预算创历史新高,地球观测获最大份额

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