Daring AM：SpaceX 的 3D 打印硬件将太空行走提升到新水平 – 3D打印行业资讯网

2024 年 9 月 12 日，SpaceX 在北极星黎明任务中进行了历史性的首次私人太空行走，重新定义了载人航天的边界。

虽然这一太空探索领域的重大事件将在未来几年被人们铭记，但主要的发展之一是使这一事件成为可能的先进宇航服技术，特别是宇航员佩戴的 3D 打印头盔。

虽然将商业太空探索的界限推向未知领域将在未来几年被人们铭记，但这次任务的突出成就之一是使之成为可能的宇航服技术，特别是宇航员佩戴的 3D 打印头盔。这些头盔标志着向前迈出的重要一步，展示了先进制造（尤其是 3D 打印）在彻底改变太空探索设备方面的作用。

这不仅仅是一次太空行走——它是在距离地球约 700 公里的地方进行的，这是商业任务的最高轨道。如此极端的条件需要可靠的设备，3D 打印头盔已交付。这些头盔不仅满足了深空的要求，而且整个任务也突破了私人太空飞行所能达到的极限。

《北极星黎明》在很多方面都是独一无二的。与涉及驻扎在国际空间站（ISS）的宇航员的传统太空任务不同，这次任务完全是私人的。北极星计划背后的亿万富翁企业家贾里德·艾萨克曼 (Jared Isaacman) 和 SpaceX 工程师莎拉·吉利斯 (Sarah Gillies) 在太空行走中走出 SpaceX Dragon 太空舱约 15 分钟，这一壮举表明了私人太空飞行的潜力。

这次任务在距离国际空间站很远的低地球轨道（LEO）进行，创下了载人商业航天器达到的最高高度的新纪录。这不仅仅是一个宣传噱头；这是对 SpaceX 新开发的舱外活动 (EVA) 套装的真实测试。这些宇航服是该公司车内活动（IVA）宇航服的重大改进，在设计时考虑到了未来的深空任务，包括潜在的火星任务。

3D 打印在宇航服设计中的力量

这些头盔由耐用的聚碳酸酯材料制成，重量更轻，并配备先进的功能，可提高宇航员在太空行走期间的安全性和表现。这些宇航服对传统宇航服设计进行了重大改进，采用了先进的护目镜技术，包括用于防太阳眩光和防雾处理的铜和氧化铟锡镀层。

该头盔还包括一个集成平视显示器 (HUD)，为贾里德·艾萨克曼 (Jared Isaacman) 和莎拉·吉利斯 (Sarah Gillies) 等宇航员提供有关宇航服压力、温度和湿度等关键因素的实时信息。这些功能在太空行走环境中至关重要，在太空行走环境中，每一秒、每一条数据都可能意味着成功与灾难的区别。

传统的宇航服笨重且复杂，很难在太空中使用。使用 3D 打印零件可加快生产速度并简化定制。例如，SpaceX的新型EVA套装可以定制，以适应多种体型，让更多人的太空旅行成为可能。

这一点很重要，因为 SpaceX 展望未来，计划在月球甚至火星上建立城市。这些任务将需要数千甚至数百万套宇航服。 3D 打印宇航服零件的开发是朝着实现这一目标迈出的一大步。利用 3D 打印，SpaceX 可以快速生产头盔和其他零件，从而减少未来太空旅行者的成本和培训时间。

SpaceX 对 3D 打印技术并不陌生。​​​该公司很早就投资了 Velo3D 设备，这使得它能够生产出以前使用传统方法无法生产的复杂几何形状。尽管 SpaceX 可能收购 Velo3D 的传言过去曾流传，但与 Velo3D 和其他公司的合作仍在持续增长，特别是在火箭发动机等组件方面。

该公司 3D 打印猛禽发动机的关键部件，这对于星际飞船等任务至关重要。此外，猎鹰和龙飞船还包括3D打印部件，旨在承受极端条件，例如重返地球大气层时使用的隔热罩。

加入北极星黎明号船员，了解有关任务期间进行的约 40 项科学和探索实验中的一些的更多信息。其中许多实验将为未来长期太空任务提供有关太空中人类健康的宝贵数据 pic.twitter.com/yw89eGf11U

— 北极星 (@PolarisProgram) 2024 年 9 月 13 日

NASA 也在探索 3D 打印来改进宇航服设计。宇航服数字线程项目旨在为火星任务打造定制的高性能宇航服。美国宇航局正在利用人体扫描技术和增材制造技术为宇航员量身定制这些宇航服，以提高长途太空任务的舒适度和性能。这项创新对于探索其他行星的长期任务可能是必要的。

测试载人航天的极限

北极星黎明号宇航员在范艾伦辐射带的部分轨道上进行了太空行走，由于高水平的宇宙辐射，范艾伦辐射带是宇航员最危险的区域之一。为了降低这些风险，机组人员穿上了新的 EVA 宇航服，旨在更好地防止微陨石和宇宙辐射等环境危害。

SpaceX 还利用这次任务测试新的通信技术，特别是太空中的星链激光通信。这可能为未来前往月球、火星及其他地方的任务铺平道路，在这些任务中，可靠的通信系统至关重要。

北极星黎明只是 SpaceX 雄心勃勃计划的开始。这是计划中的三项北极星任务中的第一项。北极星计划的长期目标之一是为载人火星任务做好准备。为此，SpaceX 正在开发 3D 打印头盔和太空行走服等可扩展技术，使太空探索更加高效、便捷。

北极星黎明任务的科学数据可能会产生重大影响。研究人员将研究宇航员的生物样本，以更多地了解太空如何影响人体。这对于未来的火星任务尤其重要，宇航员可能会在太空中度过数月甚至数年的时间。

SpaceX 背后的驱动力始终是这样的信念：人们不应该局限于地球，而应该探索更远的地方。宇航服技术的进步是未来任务的一大进步。制造能够适应不同需求的宇航服是让其他星球上的生命成为可能的关键。