太空中的首次：金屬3D打印機和手術(shù)機器人正在前往國際空間站

1月30日，卡納維拉爾角向國際空間站發(fā)射了*000多磅（3*00公斤）的貨物，其中有兩個(gè)是“首次”：世界上第一臺專(zhuān)為軌道使用而設計的金屬3D打印機，以及第一個(gè)被送往空間站的微型手術(shù)機器人打印機。

第一臺用于太空的金屬3D打印機：讓宇航員的生活更輕松

由空中客車(chē)公司為歐洲航天局（ESA）開(kāi)發(fā)的第一臺用于太空的金屬3D打印機，將很快在國際空間站（ISS）的哥倫布實(shí)驗室模塊中進(jìn)行測試打印機。

除了已經(jīng)在國際空間站上的塑料3D打印機（宇航員用來(lái)替換或修理塑料部件）之外，金屬打印機還被設想用于制造需要用更堅固的材料制成的物品和部件打印機。

空中客車(chē)空間組裝首席工程師格溫娜·埃勒·阿里登（Gwena?lle Aridon）表示：“金屬3D打印機將帶來(lái)新的在軌制造能力，包括生產(chǎn)比塑料等效更有彈性的承重結構部件的可能性打印機。宇航員將能夠直接制造工具，如扳手或安裝接口，將幾個(gè)部件連接在一起。3D打印的靈活性和快速可用性將極大地提高宇航員的自主性?！?/p>

當然，它的創(chuàng )造者必須克服幾個(gè)障礙才能將金屬打印機送入太空，它將被放置在一個(gè)密封的金屬盒子里，類(lèi)似于一個(gè)保險箱打印機。

空客公司金屬3D打印機系統工程師S·巴斯蒂安·吉羅（sassaritien Girault）說(shuō)：“這項技術(shù)演示的第一個(gè)挑戰是尺寸打印機。在地球上，目前的金屬3D打印機安裝在一個(gè)至少10平方米（10*平方英尺）的實(shí)驗室里。為了制造國際空間站的原型，我們不得不把打印機縮小到洗衣機的大小?！?/p>

然后，是安全問(wèn)題，以及保護國際空間站免受打印機激光及其產(chǎn)生的熱量的影響打印機。與塑料的熔點(diǎn)約為200°C（392°F）相比，與打印過(guò)程兼容的金屬合金的熔點(diǎn)可超過(guò)1200°C或2192°F。而且，無(wú)論是使用塑料還是金屬，排放的煙霧都需要在機器內被捕獲和過(guò)濾，這樣它們就不會(huì )污染空氣。

格溫娜·埃勒·阿里登表示：“安全和污染不僅是國際空間站的關(guān)鍵驅動(dòng)力，也是未來(lái)在月球上使用的關(guān)鍵驅動(dòng)力打印機?！?/p>

空間站上的金屬3D打印，將幫助科學(xué)家了解在軌道上打印是否會(huì )影響質(zhì)量，使我們離準備在月球上建立持久存在所需的技術(shù)又近了一步打印機。

格溫娜·埃勒·阿里登說(shuō)：“提高太空增材制造的成熟度和自動(dòng)化水平，可能會(huì )改變支持地球以外生命的游戲規則打印機?？紤]到國際空間站之外的應用，這些應用可能是驚人的。想象一下，金屬打印機使用轉化的風(fēng)化層（月塵）或可回收材料來(lái)建造月球基地！”

國際空間站的第一個(gè)手術(shù)機器人：改善在太空和地球上獲得健康的機會(huì )

太空版的“小型活體機器人助手”（簡(jiǎn)稱(chēng)：SpaceMIRA）正被送往國際空間站，它將有助于確定下一步創(chuàng )造適合長(cháng)途太空旅行的外科技術(shù)打印機。但它在地球上也有重要的意義。

內布拉斯加州大學(xué)林肯分校的工程學(xué)教授謝恩·法里托（Shane Farritor）說(shuō)：“雖然太空旅行令人興奮，但地球上也迫切需要幫助患者獲得所需的護理打印機?！彼翘摂M切口（Virtual Incision）公司的首席技術(shù)官，該公司是一家創(chuàng )業(yè)公司，他與他人共同創(chuàng )立，欲將MIRA推向商業(yè)市場(chǎng)。

謝恩·法里托指的是迫切需要確保獲得外科醫生的機會(huì )，特別是在農村和偏遠地區，包括軍事戰場(chǎng)，那里可能沒(méi)有醫生打印機。

謝恩·法里托說(shuō)：“遠程手術(shù)有可能解決這些問(wèn)題，這樣病人就能得到他們需要的醫療保健打印機?！?/p>

在接下來(lái)的幾周內，SpaceMIRA將由內布拉斯加州林肯市的一名外科醫生遠程指導，并將使用它的兩只“手”來(lái)進(jìn)行模擬手術(shù)打印機。在一個(gè)微波爐大小的儲物柜里工作，機器人的左臂抓取，右臂切割，就像外科醫生在手術(shù)室里進(jìn)行組織解剖一樣。

謝恩·法里托說(shuō)：“雙手手術(shù)在外科手術(shù)中是至關(guān)重要的，因為局部張力是決定理想切除位置和理想切割方式的關(guān)鍵打印機?！?/p>

SpaceMIRA最初被設計用于自主執行類(lèi)似手術(shù)的任務(wù)，因此遠程地面控制的元素增加了額外的難度打印機。在機器人面臨的所有潛在問(wèn)題中，延遲 —— 信號從地球到國際空間站并返回的延遲 —— 是最大的問(wèn)題。畢竟，信號需要單程傳送250英里（402公里）左右。

“有很多障礙，”法里托說(shuō)打印機?！罢缥覀冏罱私獾降哪菢?，要讓Zoom會(huì )議室正常工作都是很難的，更不用說(shuō)這個(gè)了?！?/p>

謝恩·法里托和他的團隊將在測試期間接收機器人的性能數據打印機。SpaceMIRA將在幾個(gè)月后返回地球。諾斯羅普·格魯曼公司的天鵝座宇宙飛船攜帶著(zhù)太空SpaceMIRA和金屬3D打印機，預計將于2月1日抵達國際空間站。

如果朋友們喜歡打印機，敬請關(guān)注“知新了了”！