SpaceX的3D打印装备将商业航天推向新高度

2024年9月15日，SpaceX在Polaris Dawn任务中实现人类历史首次私人太空行走，其中一个重要亮点是宇航员佩戴的头盔利用3D打印技术制造。这次太空行走发生在距离地球约700公里的高度，创下了商业任务的最高轨道记录。极端条件要求坚固的装备，而3D打印头盔经受住了深空环境的考验。




△ 即将发射升空的Polaris Dawn乘组。


△ SpaceX的Crew Dragon飞船发射。

3D打印用于宇航服设计制造


△ SpaceX 3D 打印头盔。

由耐用聚碳酸酯材料制成的3D打印头盔更轻便，并配备了先进的功能，提升了宇航员在太空行走期间的安全性和表现。相比传统宇航服设计，3D打印宇航服集成了先进的面罩技术，包括防太阳眩光的铜和氧化铟锡涂层以及防雾处理。头盔还包括内置的抬头显示器（HUD），为宇航员Jared Isaacman和Sarah Gillis实时提供有关宇航服压力、温度和湿度等关键因素的信息，这对于了解太空行走环境至关重要，每一秒和每一条数据都可能决定任务的成败。

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传统的宇航服笨重且复杂，在太空中使用很困难；使用3D打印部件不仅加快了生产速度，还便于个性化定制。例如，SpaceX的新EVA宇航服可以根据不同体型调整，使更多人能够参与太空旅行。这对于展望未来的SpaceX来说非常重要，该公司计划在月球上建立基地，甚至在火星上建造城市。这些任务可能需要数百乃至数千万套宇航服。

● SpaceX从很早就已经开始利用3D打印技术。SpaceX就曾投资了Velo3D设备；此外，SpaceX一直在3D打印猛禽发动机的关键部件，这对星舰任务至关重要；猎鹰和龙飞船也包含了在极端条件下（如重返大气层时的热屏蔽）设计的3D打印部件。
● 美国国家航空航天局（NASA）也在探索3D打印以推进宇航服设计。“宇航服数字线程”项目旨在为火星任务创造定制的高性能宇航服。通过使用身体扫描技术和3D打印，NASA致力于确保这些宇航服完美贴合每位宇航员的身体，从而增强在深空任务中的舒适度和性能。

测试人类太空飞行的极限

Polaris Dawn乘组在穿过范艾伦辐射带的部分区域时进行了太空行走。高辐射水平对宇航员而言极为危险，为了减轻这些风险，乘组人员穿着新的EVA宇航服，这些宇航服设计用来更好地抵御微流星体和太空辐射等环境危害。


△ Jared Isaacman准备打开舱门进行首次私人太空行走。

SpaceX还利用此次任务测试了新的通信技术，特别是Starlink的基于激光的空间通信技术。这可能为未来前往月球、火星及更远地区的任务铺平道路，可靠的通信系统将是至关重要的。

Polaris Dawn只是SpaceX雄心勃勃计划的开端。它是三个计划中的Polaris任务的第一个。Polaris计划的长期目标之一是为载人火星任务做准备。为此，SpaceX正在开发如3D打印头盔和EVA宇航服等可扩展技术，以使太空探索更加高效。


△ Jared Isaacman的首次私人太空行走。
Polaris Dawn任务的科学数据可能会产生巨大价值。研究人员将分析乘组人员的生物样本，以了解太空对人体的影响。这对于未来可能花费数月至数年的火星任务尤为重要。推动SpaceX前进的动力一直是相信人类不应该局限于地球，而应该探索更远的地方。宇航服技术的进步是未来任务的巨大飞跃。制造能够适应不同需求的宇航服是实现在其他星球生活的关键。

来源：南极熊