美宇航局拟建太空工厂：3D打印大型航天部件

　　这个“太空制造厂”名为“SpiderFab”，计划于2020年投入使用，是美国科技公司Tethers Unlimited在获得美国宇航局50万美元合同以后着手开发的。SpiderFab借助于3D打印和机器人技术，在太空建造和组装大型零部件，例如天线、太阳能电池板、传感器桅杆、轨道侧支索等。

　　图1、SpiderFab项目旨在利用3D打印和机器人技术，在太空建造天线、太阳能电池板、望远镜等大型设备

　　目前，大型航天器零部件都是在地面上建造完成的，这些零部件可以折叠放入火箭保护罩，然后在发射到太空以后进行部署。但这种方法耗资巨大，建造的零部件尺寸还要受到保护罩体积的限制。

　　Tethers Unlimited首席科学家罗布·霍伊特(Rob Hoyt)博士说：“SpiderFab能以纤维制品或聚合物等材料，制造至关重要的太空零部件，并保证紧凑且耐久持‘胚胎’的形态，这样，就可以将它们放入尺寸较小、成本较低的运载火箭中，发射到太空。”

　　图2、SpiderFab项目能让航天系统以紧凑的外形发射，到达太空以后，这些系统将利用先进的制造和自动组装技术打造超大型结构。

　　他补充说，“一旦进入太空，SpiderFab的机器人制造系统就会对材料进行处理，制造出适合太空环境的超大型结构。这种方法完全不同于传统技术，能制造大小是现在数十甚至数百倍的天线或天线阵列，从而提供适用于各类太空任务的较高功率、较高带宽、较高分辨率和较高灵敏度的大型设备。”

　　SpiderFab还将显著降低用火箭发射易碎设备的风险性，目前，发射易碎设备的失败几率很高。今年早些时候，美国宇航局在研究了这项技术的可行性以后，与Tethers Unlimited签订了初步合作协议。在协议的第二个阶段，Tethers Unlimited将提出和演示多种方法，确保制造高性能支持设备(如反光镜和天线)的技术有效运转。

　　此外，根据与美国宇航局小企业创新研究中心(SBIR)签订的合作协议，Tethers Unlimited还正在研制一种名为“Trusselator”的设备，这种设备将可以制造桁架结构，为在太空中建造大型太阳能电池板提供支持。

　　图3、Trusselator设备将可以制造桁架结构，为在太空中建造大型太阳能电池板提供支持

　　霍伊特说：“‘Trusselator’是实现SpiderFa架构的第一个关键步骤，一旦这一设备展现了它的可行性，我们就能建造足球场大小的天线和望远镜，帮助寻找系外行星以及地外生命存在的证据。”在与Tethers Unlimited签订合作协议以后，美国宇航局还将开展一系列开发太空3D打印技术的项目。(清辰)