新型 3D 打印机可在太空真空环境中使用，助力未来深空探索

本站 1 月 14 日消息，格拉斯哥大学詹姆斯・瓦特工程学院的 Gilles Bailet 博士及其团队成功获得了一项专利，该专利涉及一种可在零重力环境下工作的 3D 打印机原型。这一系统不仅能在零重力条件下运行，还可在太空真空环境中工作，使其能够在航天器和空间站外部使用。据格拉斯哥大学介绍，研究团队已在三次测试飞行对该设备进行了测试，累计进行了超过 90 次、每次 22 秒的失重状态测试，成功验证了其在微重力环境下的性能。

据本站了解，3D 打印机首次在轨道上使用是在 2014 年，当时国际空间站（ISS）的宇航员能够根据需要打印塑料零件和工具。去年，欧洲航天局还发射了一台金属 3D 打印机，目前正在国际空间站上测试微重力对金属零件打印的影响。然而，这些设备均设计用于国际空间站内部，其内部压力与地球表面相近。

Bailet 博士表示：“增材制造，即 3D 打印，能够以低成本快速生产高度复杂的物品。然而，在地球上运行良好的设备在太空真空中往往表现不佳，而且 3D 打印从未在国际空间站的加压模块外部进行过。传统 3D 打印机中的细丝在微重力和真空环境下容易断裂或卡住，这是其在太空中可靠使用前必须解决的问题。”

为解决这一问题，Bailet 博士及其团队开发了一种颗粒状材料，取代了传统 3D 打印机中常用的细丝。这种材料能够更快地被吸入 3D 打印机的原料槽并进入喷嘴，从而避免了细丝断裂或卡住的情况，使设备运行更加可靠且需要更少的监督。

除了在轨道上生产工具和航天器零件外，研究团队还设想利用该技术打印其他物体，以推动地面技术的突破性进展。其中包括太空反射器，可以在轨道上收集太阳能并将其反射到地面站，从而实现 24 小时运行的太阳能发电站。Bailet 博士还提到，该技术还可用于生产比现有药物更有效的药品。

“在太空中生长的晶体通常比地球上制造的更大且更有序，因此轨道化工厂可以生产新的或改进的药物，并将其送回地面。”Bailet 博士解释道，“例如，有研究表明，在太空中生产的胰岛素的药效可能是地球上的九倍，这意味着糖尿病患者可以每三天注射一次，而不是像现在这样每天注射三次。”

如果这一 3D 打印机被证明有效，宇航员将能够在国际空间站外部打印更大的物体。这将彻底改变太空旅行的方式，因为脆弱且笨重的物体可以在太空中直接打印，而无需通过巨型火箭从地面发射。未来，当人类重返月球时，这项技术将简化月球制造流程，甚至可能使月球成为前往火星的发射基地。