据外媒报道，智能蜘蛛机器人SpiderFab可在太空“吐丝”织网。SpiderFab由NASA支持的研发，它将直接在太空中通过3D技术打印和组装太空飞船的组件、甚至大型结构或卫星。

这项由NASA支持的研发项目首先将把这类机器人送入太空轨道以测试它们打印和组装桁架的能力。

SpiderFab这一构想由华盛顿公司Tethers Unlimited Inc(TUI)提出，该公司已与商业卫星公司Space Systems Loral(SSL)达成了一项协议，内容是TUI的子公司Firmamentum将把Trusselator技术运用于国际空间站的蜻蜓项目(Dragonfly)中。 

蜻蜓项目将测试在轨道上能否直接建造地球同步通信卫星，作为建造更庞大结构的预演。

Trusselator技术将用于在太空中打造轻质桁架，桁架的作用是支撑宇宙飞船中的太阳能电池板、天线、传感器等部件。  

为了让卫星进入太空轨道，它们必须被安置在火箭的保护壳内，以抵御离开地球大气层时遇到的高温和阻力。

若能在轨道上直接建造飞船构件，通过火箭升空的就只需蜘蛛机器人以及原始建材，即通过较小、较便宜的运载火箭实现紧凑的运输，进而在太空中直接打造出比原来大数十倍至数百倍的太阳能电池板或天线，从而让各种太空任务实现更高的功率、带宽、分辨率和灵敏度。

国际空间站将迎来新版3D打印机

　　美国轨道ATK公司22日发射“天鹅座”货运飞船，给国际空间站送去3D打印机、宇航员补给物资以及一些有趣的实验设备。这是“天鹅座”飞船的第五次空间站货运任务，也是该飞船载荷最重的一次。

　　“天鹅座”携带约3.5吨物资，是该飞船执行货运任务以来运送物资最多的一次。这些物资包括给宇航员的给养，还有空间站一个新的“永久性成员”——一台3D打印机。美国航天局2014年曾给空间站送去一台3D打印机，此次送去的是该打印机的升级版本，大小是老版本的两倍，能打印更大尺寸的零件与设备。

    飞船还载有一些科研载荷。例如，“壁虎爪”实验将研究仿壁虎脚刚毛人造材料在太空是否仍具有黏附能力；太空流星实验将首次从太空研究进入地球大气层流星的化学组成；土层实验将分析微重力环境对小行星等无大气小型天体风化层土壤的影响。飞船还携带了20多颗微型卫星，将在此次任务不同阶段分批释放进入太空。

　　此外，“天鹅座”飞船在完成任务返回时将和过去一样在地球大气层中焚毁。但与此前任务不同的是，控制人员将在“天鹅座”焚毁前先在飞船上遥控放一把“大火”。这种“飞船火焰实验”将有助于了解微重力环境对火情扩散蔓延的影响，以研制更好的防火材料和技术。

3D打印助力太空探索

    法国波尔多，93次抛物线飞行试验。

    试验中，中科院太空增材制造技术试验队，利用每次22秒微重力环境，用自主研发的设备和工艺成功打印了目标样品。

    此次试验也是中国首次开展微重力环境下增材制造（3d打印）技术试验验证，为未来把3d打印机搬上太空提供了重要的数据和经验。

    传统上行补给的局限

    后勤补给资源是长期太空探索任务成功的重要保证，但目前由于技术局限，只能通过地面发射的运载火箭和飞船进行资源运输，以满足太空中的各种需求，不仅周期长，而且成本昂贵。在未来人类探索火星等更远的目的地时，这种资源补给方式是不现实的。

    如果这些零部件在太空里就能直接制造，这将是人类太空探索技术一次革命性的进展。

    “传统上行补给主要是通过由地面向太空发射货运飞船等运输方式，这种方式的弊端就是补给周期较长，太空里的设备一旦发生故障，如果没有备件，只能等地面科研人员制造、下次运输之后，再进行维修。”本次试验的技术负责人、中科院空间应用工程与技术中心研究员王功表示。

    据了解，中国空间站将于2020年前后建成，将在轨运行不少于10年，为维护站内设施的健康运行并支持较大规模的科学与应用研究，需要持续进行资源补给。受在轨贮存空间限制，大多数资源需要通过货运飞船上行补给。而过度依赖上行补给将可能导致空间站设备长时间处于停机状态。

    王功说，尽管通常会对太空中发生的各种状况提前做好预案，但历史表明常常会有预案外的情况发生。在发生紧急状况时，货运飞船和运载火箭的准备周期较长，须等待发射窗口，应急维修十分困难。哥伦比亚号航天飞机事故调查报告显示，爆炸前航天员已经确定了隐患和解决方案，但因为在轨没有所需的备件及工具而无法实施。

    “如果要为空间探测任务中各种可能的状况做充分准备，就会导致制造、物流、发射以及在轨贮存等方面代价巨大。”本次抛物线飞行试验系统主管设计师刘亦飞坦言。资料显示，目前国际空间站存放有价值超过10亿美金的各类备件及工具。

    另外，目前部署在空间的飞船、卫星和有效载荷均需要经历严酷的发射环境，尽管这个大约10分钟的时长与其在轨寿命相比几乎可以忽略不计，但为保证有足够的强度，常常“过于粗壮”，实际上很不划算。

    “如果通过3d打印技术，在太空中把需要配备的零件打印出来，不仅可以及时维修，还可以制造新的有效载荷、开展更多的科学实验。”当王功提到这项“未来技术”时，显得很激动。

    太空制造的技术

    “3d打印技术主要以数字化、自动化为主，不会对航天员带来过重的工作负荷。如果3d打印技术可以搬进空间站里，不仅可以打印维修所需的零件，甚至可以打印专属卫星。未来或许可以在其他星球打印板材和石砖等建材来建造房子。”王功把这项技术的未来想象得十分美好。

    除此之外，未来的3d打印技术还可在太空中直接制造大型结构，从而为部署创新应用项目提供可能。如果不需要考虑发射环境的话，可以制造更精巧、更精密的产品。

    这项技术理论上是成立的，太空3d打印机技术可以根据空间任务中实际发生的状况按需制造，无须提前准备和在轨贮存大量的故障发生概率较低的备件，从而大幅节约运载资源及在轨贮存空间。仅需要存放一定量的原材料，通过太空增材制造和材料循环利用技术应对多种可能性。

    再遥远的目标也总要迈出第一步。王功团队正在把这一理论上的东西一步步变为现实，所以才有了93次抛物线飞行试验，而且证明了在微重力状态下，中国的设备可以打印出所需产品。

    “材料是太空的稀缺资源，除了货运飞船的补给，其他材料也要尽量利用。”中科院空间应用中心副研究员程天锦表示。目前我们正在同步研究3d打印材料的循环利用技术，未来可以将空间站内的部分废弃物，如航天员的饮水袋等，制备成太空3d打印的原材料。

    地面供给的材料加上可循环的材料，这样就可根据需要快速制造急需的工具和备件。

    太空3d技术不仅在我们国家有所提议，美国和欧洲等国家也在研究这个项目。nasa将在轨增材制造技术视为支持载人登火等深空探测任务的战略性关键技术，为此部署了多项技术的研究，其中madeinspace公司研制的fdm塑料3d打印机目前正在国际空间站试用。同时，nasa近期委托斯坦福大学着手开展生物材料太空3d打印的研究。欧空局原计划在2015年将一台3d打印机送上国际空间站，但目前仍处于准备阶段。

    多方合作，尽早突破

    此次抛物线飞行试验是在空间应用中心与德国宇航局（dlr）的双边合作协议框架下，dlr向中科院空间应用中心提供的一次抛物线飞行试验机会。

    “3d打印凭借其高效、灵活的特点成为太空制造技术的重要工艺之一。然而，由于太空环境的特殊性，目前地面3d打印技术难以直接应用，需要对材料、设备及控制方式进行针对太空特殊环境的适应性改造，同时需要开展大量的试验摸索。当然，地面与太空3d打印技术肯定是可以相互借鉴和促进的。”王功表示。

    “此次试验共对五种材料和两种制造工艺进行了微重力环境下的验证与探索，其中包含了nasa从未尝试过的纤维增强复合材料，获取了不同材料与工艺在微重力环境下的特性数据。”刘亦飞介绍。

    “太空增材制造是一项涵盖了材料、流体、工艺、控制等多个学科复杂技术，虽然中国太空增材制造技术研究起步晚于美国，但更为积极活跃，在理念和技术上并不落后。中科院具有多学科的优势并且历来重视基础研究，积累了大量空间材料、流体等领域的研究数据，并具有多种试验条件充分开展技术验证。此次试验采用了自主研制的设备，主要设备由中科院空间应用中心与中科院重庆智能院共同研制。下一步将联系国内更多优势单位寻求联合研究，着力提高太空增材制造产品的强度、精度和速度，争取在近期取得更大的突破。”王功信心满满地说。

    中科院太空增材制造技术试验队，利用每次22秒微重力环境，用自主研发的设备和工艺成功打印了目标样品。

洛克希德·马丁公司使用金属3D打印技术制造卫星

　　洛克希德·马丁公司，五角大楼国防，安全和先进技术的供应商，最大的航空航天制造商，现在采用最先进的金属3D打印建造新的卫星，大幅降低其运营成本和缩短开发时间，它们在新的卫星建造上使用3D打印时间将缩短百分之四十。洛克希德雄心勃勃地表示，使用金属3D打印等先进技术这将有帮助他们从美国空军手中拿到持续的大合同。

　　多年来，洛克希德马丁主导卫星产业，2013年单从美国军方手中拿到的销售业绩就达到总收入的78%。然而，建造这些卫星的总价还是很高的。现在制造业格局的变化，洛克希德马丁公司有被波音、诺斯洛普-格鲁曼公司挤掉的的风险，因为其他公司能提供更便宜和更快的服务。特别是最近美国空军将宣布增加大型导弹预警和保护通信卫星的决定，这一决定需要三大要素：质量、速度、和更少的资金。明显采用金属3D打印等先进技术能达到美国军方要求。

    洛克希德的空间业务主管安布罗斯表示：“政府现在有一个新的架构，要求降低成本，这有助于政府，也有助于我们未来的发展 。在未来三到五年，公司将力争缩短百分之40的卫星开发时间，而且还会提前一点，卫星可以在已有的轨道重新规划新的任务，进一步优化功能。“通过减少交货时间，减少重量，扩大功能，金属三维打印是一个很明显的答案。事实上，美国海军的P-3猎户座海上监视飞机也采用了3D打印的零件。

　　幸运的是，洛克希德已经实施3D打印技术，3D打印钛卫星部件。这些飞行零件采用了钛、铝、镍等材料，除了3D打印朱诺飞船零件外，洛克希德还测试3D打印了一部分用于未来的AEHF卫星。它们将完成一个26英寸的3D打印推进剂罐的测试，并将很快测试一个更大的46英寸版本的工作情况。

　　除了制作金属3D打印推动器应用外，洛克希德还发起了几个其他的策略来降低成本和制造时间。他们计划削减了28亿美元的开支。安布罗斯说：”它降低了运营成本，关闭一些不必要的设施。采用3D打印的通用零部件和规范的卫星接口也会大大降低交货时间。“

　　不过美国空军尚未发布有关收购最新卫星的计划，也没有更多的表态，我们给公司更多的时间来证明它是否能坚持这一点。