不久前在国际空间站,俄罗斯宇航员利用3D打印技术制造出了老鼠甲状腺,这是人类首次在太空打印生物器官。在太空工作生活并不容易,经常出现物资匮乏情况。依赖地球“补给”制约着人类向深空探索。2014年,美国向国际空间站运送了世界首台太空3D打印机,先后打印出一系列太空专用零部件,揭开了人类“太空制造”“自给自足”的序幕。
除了时间成本,太空3D打印所节约的运输成本同样可观。空间站、基地或复杂航天器的系统由许多部分组成。尽管在建造时就力求可靠,但仍然面临着零件损坏、系统升级等问题。如果携带大量预制零件进入太空,就会大大增加高昂的发射费用。如采用太空3D打印技术,只需将原材料和轻型打印机带入太空,从而就地制造所需零部件,最大限度减少发射重量并提高工作效率。未来,当人类能够从其他星球表面开采原材料时,还能在太空建立“零件工厂”,进一步减轻航天器的发射重量,节约空间。
3D打印技术的“升空”还面临着人手不足的问题。在缺少太空人员甚至无人监督的情况下,制作、提取、运送、安装等整个打印过程,都需要借助高度自动化甚至全自动化的机器人来完成系统操作和协调工作。要想实现“太空制造”,机器人自动化技术必不可少,这一技术甚至比在零重力下进行3D打印更复杂,难度系数更高。只有拥有更加智能的机器人,加上外星球“就地取材”技术的突破,人类才有可能通过机器人流水线在太空完成原材料收集、零件装配,甚至是月球或火星基地建造工作。
来源:南极熊