自给自足 NASA计划在太空中进行3D打印？

美国太空总署(NASA)正紧锣密鼓地展开进一步的太空探索活动，除了让航天员实现来回月球旅行，甚至还要去更远的火星(Mars)。3D打印，正是使得这些星际旅行梦想成真的各种先进技术之一。

3D打印不仅为火箭引擎中所使用的更高效新型设计带来各种可能性，同时，太空中的3D打印还可以解决那些格外棘手的供应链问题，只有解决了这些问题才能实现更深度的太空旅行。

3D打印的组件

正如美国通用电气公司(GE)以3D打印制造出喷射引擎的组件一样，在某些设计中，积层制造(AM)可以达到最高的效率。位于华盛顿特区的太空技术任务局副局长Michael Gazark指出：“NANSA体认到，在地球上以及今后的太空中，积层制造可望为新的任务机会改变游戏规则，透过“打印”出工具、引擎组件或甚至整个宇宙飞船，将有助于大幅减少生产时间与成本。”

除了提供更好的性能以外，这些组件已足以证明更具有成本效益，与相应的传统产品相较，其完成时间可以缩短三分之二，成本则更低70%。

3D打印改变游戏规则

虽然3D打印在地球上已被证明非常有用了，但真正改变游戏规则的则是在太空中进行3D打印。这是Made In Space公司CEO Aaron Kemmer看好的未来愿望，他说：“当太空所需的每样东西都可以在太空制造时，太空探索的未来将发生根本性的变化。在这样的未来，组件、生长环境和建筑物都不必再发射或进行组装，而能直接在外太空中使用积层制造技术，一层层地实现3D打印。”

现有制造方式以及Made In Space的3D打印流程比较

透过一款专为在太空环境利用所 设计的3D打印机，Made in Space正致力于实现这个目标。

准备安装到国际太空站的3D打印机

Made In Space设计的3D打印机是在地球以外使用的首款制造性设备。它将于2014年安装在国际太空站(ISS)上，进行一连串的打印测试。

这台打印机的硬件符合NASA的标准，在地球时已经先在模拟太空而设计的环境中进行过测试了。

下一步则是在2014年9月将这台3D打印机发射到地球大气层之外的太空中展开测试执行。这台打印机将在太空中制造21个组件，整个生产过程将透过视频记录仪进行观察，然后在返回地球后还要直接进行检查。Made in Space公司还邀请人们提供建议，看看在这次太空首航中还应该打印哪些东西。如果测试证明3D打印过程可在太空中顺利运作，那么下一个目标就是“展示有意义的组件利用。”

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突破“天际限制”

针对这款太空专用的首款3D打印机及其所使用材料，Made In Space营销与通讯经理Grant Lowery表示，第一台3D打印机器将用ABS材料进行打印。而下一台机器“计划安装在国际太空站，作为永久性的积层制造工具，它将具备多种材料能力，”但该公司并未透露将使用哪些添加材料。

首台部署于太空站的3D打印机将使用热塑性塑料制造组件与工具

另外一个问题是有关打印机控制。在进行3D打印作业时，部署于太空中的这台3D打印机是从地球上进行控制？还是直接在太空中控制？Grant Lowery表示这两种控制方式将会并存：“针对最初的技术性展示组件，有些打印程序将直接在太空站启动，而其他的打印程序则透过地球上的计算机触发──基本上就像是将你的硬件email到太空的方式。从长期发展的关键来看是尽可能高效率地使打印过程自动化，从而大幅减少机组人员手动的时间。”

此外，Grant Lowery强调，“看到许多有创造力的人们表达对于在太空中应该打印什么的创意，真的十分有趣，这也有助于让我们的设计思维得以扩展，从功能性(各种工具、组件和实验)一直到象征性(航天飞机复制品、日晷、艺术品)的产品。

Grant并未透露哪些组件将真正在太空中进行3D打印，只是强调首航将打印的产品十分有限。不过，总会有下一次的，“一旦我们在国际太空站上安装永久性的3D打印机，我们将有更多机会探索打印创意的多样性。”

因此，如果有机会的话，你想在太空中打印什么呢？在你回答“来杯热茶吧！”(Earl Grey, hot.)之前，我得先提醒你在太空中泡一杯好茶，可能会发生像“星际大奇航”(The Hitchhiker's Guide to the Galaxy)中故事主角Arthur Dent所遭遇的灾难啊！