编者:中喷网 墨宸
太空增材制造领域迎来里程碑式突破。德国太空初创公司 Orbital Matter 依托 Replicator 2 卫星,成功在自由飞行航天器所处的太空真空环境中,打印出半米长的刚性树脂横梁,这也是少数脱离空间站加压舱环境、直面真实轨道极端工况的在轨 3D 打印验证试验,为下一代大型太空基础设施建造打开全新思路。

这颗试验卫星搭载四台专用在轨打印机,采用树脂挤出配合紫外光原位固化的成型方案,挤出树脂线材后依靠 UV 光照让材料迅速定型,和过去多数在国际空间站加压舱、稳定温控环境下开展的太空打印试验形成明显区别。太空真空、剧烈温差、微重力叠加的复杂环境,会直接影响树脂流动、固化速率与成型强度,本次试验的落地,证明这套工艺可以在开放轨道环境下稳定产出具备结构承载力的构件,打破了此前在轨制造大多局限于舱内保护空间的局面。
长期以来,大型航天结构都要提前在地面完成折叠收纳,塞进火箭整流罩中发射升空,再依靠铰链、解锁机构在轨展开。这种模式的短板十分突出:结构越大,折叠机构越复杂,故障风险、研发成本同步攀升,整流罩尺寸更是一道难以逾越的物理天花板。而在轨原位打印技术,相当于把 “加工厂” 搬到太空,发射阶段只需要携带少量耗材与打印设备,上天之后按需生长出支撑结构,从底层逻辑上绕开发射包络的限制。按照项目规划,这项技术未来可用于在轨建造超大尺寸太阳能阵列,同时承担轨道数据中心的散热、供电支撑骨架,支撑算力基础设施在太空落地。

该项目由 Orbital Matter 主导,同时联合欧空局、泰雷兹阿莱尼亚航天共同推进,依托航天巨头的工程经验降低在轨验证风险。从当前进度来看,现阶段受耗材容量约束,本次只完成半米级样件的打印验证,但从理论工艺上,这套方案具备拓展至百米级长横梁的潜力。团队已经排定后续试验节奏,计划 2028 年启动更大规模在轨验证任务,远期目标在 2030 年建成百千瓦级的在轨原位制造太阳能阵列。
放眼整个商业航天赛道,在轨制造被视作解锁巨型太空结构、太空电站、轨道算力平台的关键底层技术。本次试验只是起步,从半米样件到百米级主梁、再到百千瓦级供电阵列,中间还要持续攻克耗材存储、长时间连续打印、太空环境下材料老化、结构精度控制等一系列难题。但不可否认,当人类可以在真空里直接 “打印” 太空建筑,意味着我们利用太空资源、搭建轨道基础设施的方式,正在迎来一次根本性的转变。
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