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導言
3D列印終於征服了最後邊界——太空。 NASA已經把3D印表機搬上了太空， 首個在太空中3D列印的物件是一個標示印表機製造商的小面板， 上有Made In Space的字樣。 太空3D列印技術取得重大進展還需要花上一段時間， 距太空列印的黃金時代到來還早。
儘管如此， NASA還是希望能在航天器上3D列印備用零件， 以防工作人員因攜帶太多額外的物資進入太空而出現失誤。 甚至， NASA的終極目標是在太空中列印出整個衛星。 目前， 作為重要突破， 美國一所大學在地面上列印出了迷你衛星， 並即將發射。
作者：錢航
中國科學院國家空間科學中心博士 現運載火箭技術研究院總體設計部型號設計師
隨著3D列印， 機器人等新興技術的誕生， 航空航太領域也一改往日的研發模式， 開始探討各種新型高效的科學實驗方法， 並獲得了很多舉世矚目的成就。 今天， 我們就一起探討迷你衛星是如何巧妙應用3D列印， 並創造奇跡的！
空間3D列印技術將在未來空間站運營、深空探測等任務中發揮不可或缺的作用。 據瞭解， 空間站等待一次地球補給至少需要半年， 而3D列印只需要1—2天就能生產出需要更換的零部件。 因此幫助太空人在失重環境下自製所需的實驗和維修工具及零部件， 大幅提高空間站實驗的靈活性和維修的及時性，
一群來自美國愛達荷州的西北拿撒勒大學（Northwest Nazarene University）研究人員很快將看到自己研發的3D列印衛星被發射到太空中。 這個名為創造星（MakerSat）的衛星是該大學師生辛勤工作兩年半的結果， 同時它也是美國愛達荷州的第一顆衛星。 NASA計畫於今年近期發射這顆3D列印衛星。
下圖中這5位（實際上還有第6人， 不過未出鏡）即為美國西北拿薩勒大學一支科研團隊， 包含2名教授和4名學生， 在過去的2年裡一直都在開發一種名叫創造星的迷你衛星（對， 就是他們手裡拿的小傢伙）， 目的是測試3D列印材料在太空中的反應， 比如耐久度。
創造星的大小約為10釐米×10釐米×11.35釐米， 屬於立方體衛星（CubeSat）的一種。 立方體衛星， 簡稱立方星， 是一種採用國際通用標準的低成本微小衛星。 立方星以“U”劃分， 1U指一個標準單元（體積10釐米×10釐米×10釐米， 重約1公斤）， 是微小衛星發展的主要方向。 這個小小的設備是西北拿撒勒團隊用3D列印零件製成的， 它將幫助NASA收集3D列印材料和零件在太空中的相關資料。 一旦發射， 創造星將以將近每小時3萬公里的速度繞地球運行， 這意味著每100分鐘它將完整地繞地球一圈， 而且繼續飛行10年。
“我們希望有一天能直接在太空3D列印出航天器， 而這顆衛星就是用來進行前期測試的， 看看究竟應該使用多少材料，
這顆3D列印的創造星有助於實現太空3D列印的整合， 因為它的發現將允許NASA更好地瞭解可如何在太空中使用3D列印。 創造星的任務包括“在國際空間站上展示太空增材製造和組裝”， 多使用者、多項目衛星架構以確定3D列印聚合物在太空中是如何和以怎樣的速度退化的， 拍攝地球的圖像。 根據這些任務， 研究人員已開始著手研發一種更省時省錢的製造立方體星的方法。
該團隊表示， 如果這次的測試成功， 那麼他們就會執行下一階段的計畫， 在國際空間站上製造第二顆創造星衛星。 這顆衛星將採用100%的3D列印框架， 而它的製造者或許你已經猜到了，
最終， 研究團隊希望將能説明實現NASA的最終目標：在太空3D列印一個結構， 甚至一個太空船。 一旦發射， 創造星將繞地球近十年。 如果發射順利， 西北拿撒勒團隊將繼續研發他們的衛星， 並開發創造星的下一次反覆運算——“創造星一號”。 他們計畫將在國際空間站上用他們的增材製造設備（Additive Manufacturing Facility， AMF）列印和組裝“創造星一號”。
實際上， NASA早幾年就推動美國商業航太公司利用3D列印技術列印出火箭發動機和立方星的推進系統， 為下一代商業推進技術做儲備，目前還需要進行相應的開發和驗證測試。
中國航太界同樣在探索利用3D列印技術。眾所周知，中國航太60年，去年10月19日3時31分，神舟十一號飛船與天宮2號自動交會對接成功。而天宮2號空間實驗室早已於2016年9月15日22時04分09秒在酒泉衛星發射中心發射成功。它較大的改進是裝備更豪華、裝載量提高、內部環境更好，而且它的系統設計是模組化的，也就是說它出現問題時可以快速更換和在軌維修，這在國內空間領域屬於首創。天宮2號使用3D印表機，則實現本身零部件的快速更換與維修。
事實上，3D列印在中國航空航太業並不是第一次隆重登場，在2015年紀念中國人民抗日戰爭勝利暨世界反法西斯勝利70周年大閱兵的空中梯隊中使用的飛機中，不乏3D列印技術生產出來的零部件產品。
正如工業和資訊化部總工程師張峰在“中國增材製造產業聯盟”成立大會上所言，“我國增材製造技術研究起步不晚，有些方面還處於世界領先地位。”領先地位的正是中國航空業在3D列印技術上應用，不僅多個型號飛機使用了3D列印部件，而且部分技術已經達到世界領先水準。
作者：錢航 中國科學院國家空間科學中心博士 現運載火箭技術研究院總體設計部型號設計師
聯繫郵箱：qianhang10@mails.ucas.ac.cn
作者個人訂閱號：星際奇航
為下一代商業推進技術做儲備，目前還需要進行相應的開發和驗證測試。中國航太界同樣在探索利用3D列印技術。眾所周知，中國航太60年，去年10月19日3時31分，神舟十一號飛船與天宮2號自動交會對接成功。而天宮2號空間實驗室早已於2016年9月15日22時04分09秒在酒泉衛星發射中心發射成功。它較大的改進是裝備更豪華、裝載量提高、內部環境更好，而且它的系統設計是模組化的，也就是說它出現問題時可以快速更換和在軌維修，這在國內空間領域屬於首創。天宮2號使用3D印表機，則實現本身零部件的快速更換與維修。
事實上，3D列印在中國航空航太業並不是第一次隆重登場，在2015年紀念中國人民抗日戰爭勝利暨世界反法西斯勝利70周年大閱兵的空中梯隊中使用的飛機中，不乏3D列印技術生產出來的零部件產品。
正如工業和資訊化部總工程師張峰在“中國增材製造產業聯盟”成立大會上所言，“我國增材製造技術研究起步不晚，有些方面還處於世界領先地位。”領先地位的正是中國航空業在3D列印技術上應用，不僅多個型號飛機使用了3D列印部件，而且部分技術已經達到世界領先水準。
作者：錢航 中國科學院國家空間科學中心博士 現運載火箭技術研究院總體設計部型號設計師
聯繫郵箱：qianhang10@mails.ucas.ac.cn
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