原文標題:First structure 3D-printed in the extremes of open space
ESA於11月11日介紹波蘭Orbital Matter的在軌製造成果:Replicator 2衛星搭載的四台列印機之一,在開放太空環境花約30分鐘製作支桿。裝置位於收合的太陽能板下方,列印出的結構逐步向外延伸並推開板面,因此除了製造物件,也完成展開動作。ESA將其描述為首次在不受控開放太空環境列印物件。
列印機只比魔術方塊略大,採用受光後固化的液態光聚合樹脂,在旋轉平台上以連續螺旋形成輕量中空支桿,成品長32.5公分、直徑3.8公分。相較需要加熱的部分金屬與聚合物製程,這種方式用能較低。太空真空會使材料內的氣泡逸出,劇烈溫差與微重力也會影響製程,因此不能直接把地面列印經驗視為已完成太空驗證。
公司表示,樹脂在軌儲存三個月後仍能形成一致、平滑的結構,列印期間逸氣不多,裝置也曾在白天與夜間條件下工作。先前國際太空站與其他太空列印成果,多是在較受控的壓力與溫度環境進行;這次差別在於直接面對開放太空。下一步將研究結構長時間在軌表現,並把尺寸從公分推向公尺級。大型天線、望遠鏡或太空站仍屬潛在應用,尚非本次已建造的成果。
發生了什麼事
Replicator 2上的微型列印機在開放太空製作32.5公分支桿,並利用逐步延伸的結構展開太陽能板,同一次示範結合製造與機構部署。
為什麼重要
在軌製造若能放大,可減少大型結構為承受發射而增加的材料需求;這次重點是直接面對真空、溫差與微重力,仍不能取代長期耐用性測試。
影響哪些人
衛星結構、太空製造與可展開機構的工程團隊,是直接相關對象;科學望遠鏡與通訊天線設計者也可關注,但目前成果仍以小型示範為主。
已確認與未確認
已確認支桿尺寸、約30分鐘製作時間及展板動作;長時間在軌性能、公尺級放大、承載能力與商用任務安排,仍是公司接下來需要驗證的項目。