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3d技术可修复太空轨道 助力美国防部凤凰计划

http://www.kexue.com 2012-09-15 09:11:15 腾讯科学  发表评论

未来轨道卫星或可3D打印 实现“自我复制”
未来的太空轨道或可通过自我复制形成超大的“太空城”

  科学家设想未来的轨道飞行器可进行自我复制或者巨型空间望远镜有朝一日可以取材于太空垃圾或者小行星材料等,这种令人难以置信的想法建立在高科技3D打印技术上,通过星载超级3D装置在空间中创造出巨大的结构,目前该想法由一个被称为SpiderFab的项目着手实施,并从美国国家航空航天局创新先进概念计划中获得了10万美元,试图寻找此类轨道飞行器自身是否具有商业价值。

  在未来数年,切实可行的规划和资金的支持可能导致具有3D打印技术的卫星入轨进行测试。根据一家致力于清理轨道垃圾业务的私人公司首席执行官、首席科学家罗伯特·霍伊特(Robert Hoyt)介绍:“我们希望有一天能够完全从零开始,轨道飞行器可进行自我创造。”使用3D打印技术使得在轨道上建造空间飞行器部件变得更加简单,通过也可以用于制造巨大空间天线或者空间望远镜,其规模比目前的轨道望远镜大10倍或者20倍,并不需要考虑如何折叠设计放入火箭的整流罩内,只需要执行该任务的轨道卫星具有3D打印技术以及制造的原材料即可。

  该想法通过在轨道上使用更多较轻的材料和更大的结构可以削减空间任务的成本并提高任务的复合程度,罗伯特·霍伊特认为在轨道上制造可避免轨道飞行器组件的重量超出标准,也可以避免火箭发射时的震动和加速度对卫星部件构成的影响。因此,采用3D打印技术的轨道卫星可能成为一个非常庞大的轨道系统,比如规模可达到十几米或者上百米。这就好比我们要发射一个类似于CubeSat纳卫星的试验平台,需要将其体积放大成近50米的立方体,相当于一个田径场的大小。

  罗伯特·霍伊特甚至设想通过空间3D技术在轨道上建造出一个类似于阿雷西博天文台(Arecibo Observatory)的大型空间望远镜,阿雷西博射电望远镜位于波多黎各阿雷西沃山谷中,天线直接达到了305米,可“听”到遥远宇宙的射电信号。此项技术同样可以用于在轨道上组装访问另一个恒星系统的空间探测器,可以使用3D打印技术建造宇宙飞船传感器阵列以及通信设备,将遥远恒星际航行的信号传回地球。

  此外,空间3D打印技术甚至可介入美国国防部高级研究计划局执行的“凤凰”计划,也称为称“僵尸卫星”计划,该项目试图从轨道上报废的卫星上拆卸可用的零部件,比如太阳能电池板,从而在轨道上组装出一个新的“科学怪人”卫星。当然,这个想法要实现起来需要非常复杂的系统,比如自动化机器人机械臂、空间3D打印技术等联合操作。(Everett)

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