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新创 2016-10-27 19:48

太空探索下一个里程碑,由一只机械“大蜘蛛”织出来

航天公司 Tethers Unlimited Inc (TUI) 和商业人造卫星公司 Space Systems Loral (SSL) 联手研发了名为 SpiderFab 的机器人。这个获得 NASA 资助的项目可在太空中 3D 打印用于支撑天线以及其它架构的大型桁架,并可以在没有人类的协助下完成组装大型结构

spiderfab外形就像蜘蛛一样的 SpiderFab

其实,基于 3D 打印技术的项目已为太空研究带来了便利,例如,此刻已在国际空间站投用的 Made in Space Additive Manufacturing Facility (AMF)。通过 3D 打印技术,只要地球将相关文档发送到太空站, AMF 可以在太空中为宇航员打印部分工具、备件以及其它实用物品,缩短了等待时间同时也节省了发射运输的成本。

但 SpiderFab 比 AMF 更进一步,除了可以进行 3D 打印,还可以自己完成组装。由 TUI 研发的 Trusselator 3D 打印机能够打印金属线框桁架,可用于太阳能电池板、天线、感应器以及其它太空部件。这些桁架结构随后会由 Spinnernet 机器人安装到位,在不需要人类协助的情况下组装好一个大型结构。

spiderfab_mostSpiderFab 具有组装能力

除了明显地减轻了宇航员工作量之外,还打破了太空设备的一个瓶颈 —— 尺寸问题。一般来说,如果想将人造卫星送上轨道,在运输的过程中必须把卫星(和它的部件)打包得非常严密,体积也尽可能小,因为只有这样才能抵受得住穿越大气层时的巨大压力。因此人造卫星的尺寸也在一个水平停滞不前。

由于 SpiderFab 可以进入轨道后再进行打印和组装,所以必要的运输内容成了小巧耐用的建设原材料 —— 纤维轴和高分子聚合物块。从此将过往太空设备以“可运载尺寸为标准”的情况转变为“在太空中运行的最佳尺寸为标准”。

space-1

通过 SpiderFab 可建设的设备尺寸(截图出自 TUI 2015 年的演讲视频

由于可建造卫星的体积增大了,TUI 和 SSL 建造的卫星比在地球建好的卫星具有更高生产力及分辨率。“这是具有革命性的太空系统建造方式,使得我们可建造的天线和天线阵提及比现在可建的大数十百倍,从而带来更高储能、更高带宽、更高清晰度以及更高敏感度,因此我们在太空中可进行的任务范围也更广了。” Rob Hoyt 说道,他是 TUI 子公司 Firmamentum 的首席执行官。

除此以外, SpiderFab 还能节省费用。虽然在初始阶段需要发射 SpiderFab 时成本会比较高,但后续就只需要补充建设原料,减低了建设的边际成本。

space-4SpiderFab 建设的边际成本更低(截图出自 TUI 2015 年的演讲视频

据报道,今年 9 月末的时候,TUI 和 SSL 达成共识,将把 SpiderFab 投放在 SSL 的 Dragonfly 项目中以测试其建设同步通信卫星的能力。“Dragonfly 项目是我们展示太空制造技术成熟度的极佳机会。” Hoyt 说道。但具体的测试时间还没有相关确认消息。

题图及未标注内文配图来自 TUI 官网

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