小時候看過科幻小說、科幻電影,裡面講到了太空殖民地,人類不用再“蝸居”在地球上,可以在很多星球上自由生活。
但儘管人類登月已經半個多世紀了,科技發展的速度也在加快,太空殖民地的探索卻止步不前。最大的困難在於太空中無法生產製造,僅依靠火箭帶上去的工具根本無法完成這個任務。不過,3D打印技術的發展將為這一目標實現帶來契機,Made In Space 首席戰略官 Mike Chen近日在福布斯上撰文詳解了這一趨勢。
作為一家3D打印製造商,Made In Space只生產在太空中使用的機器,並與美國NASA合作,預計在明年把首台3D打印機送入國際空間站。這將給Made In Space帶來一個至高無上的榮譽:成為第一家在地球之外製造物品的公司。
太空3D打印將改變太空探索的進程,目前太空探索的狀況是,把所有需要的工具先製作好,然後用火箭發射到太空中去,這導致有非常多的局限性。首先物品發射升空的成本十分高昂,1磅(453克)的價格約為1萬美元,儘管現在的成本一直在降,但火箭的體積就那麼大,你能攜帶物品的體積十分有限。
其次,重力在其中扮演了幹擾的角色,發射中物品需要承受大幅的超重施壓,而進入太空後又進入零重力狀態,在這種狀態下工作與地球上的狀態完全不同。所以在發射之前,需要經過反複測試以適應多重的環境,不僅成本高,而且週期長。
更關鍵的是,一旦發射出去了,就更改不了了,太空中只能做計算範圍內的工作。
但有了3D打印機就不一樣了,由於整個工作都在太空中進行,其生成的物品天然與環境適配,性能表現會更出色。這有可能意味著,當前在地球上為太空所做的系統,包括衛星、空間站,都有可能會被打破,很多東西可以被更好的代替。
此外,太空3D打印的好處包括節約材料,快速成型,降低了成本和運輸的複雜性,可大大擴展太空試驗的範圍。比如當你需要一個特製工具的時候,由地球這邊設計出來3D模型發送過去,那邊很快就可打印出來。
太空中由於零重力,3D打印的產品會更美觀一些,不過這些東西如果放到地球上,很可能連自身都支撐不了。
由於地球與太空環境的截然不同,對於Made In Space來說,要找到這樣的3D打印機相當不容易,不僅要保証3D打印機在發射過程中不會損壞,而且要在太空這種特殊環境下正常工作。
3D打印的原理在於材料的堆砌,通過極細的液體集結在一起,然後冷卻成型,這在地球上是行得通的。但在太空中,這些材料噴出來後不會乖乖的黏在一起,很有可能會四處飛濺,根本做不成一塊物品。
Made In Space嘗試了市面上、非市面上的十幾款3D打印機,發現都不符合要求,於是他們就改裝這些產品,並做了大量的重力影響實驗。還找來了3次進入太空的宇航員Dan Barry,以便更詳細的瞭解太空環境。在經過1年的時間,無數次的零重力試驗,NASA工程師確信了其可行性。
3D打印機就相當於太空的工廠,提供一切活動的前提。科學家預想,太空3D打印將影響醫學、材料學、生物科技、生命科學、衛星的發展,比如最明顯的例子,在太空中打印器官、血管、胚胎幹細胞效果明顯會好於地球上打印。
另外,3D打印技術的不斷進步,未來發揮的空間會更大,比如金屬材料的應用會讓製造的物品更牢固。未來,通過星球上礦物質的就地取材,打印出房屋是有可能的。
當然,要真正實現太空移民,還需要解決生存環境、飲食問題,而部署具備製造能力的3D打印機將成為是第一步。
.評:3D打印將叩開太空移民的大門 數碼新聞,
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