太空3D打印機：用火星沙土打印星際移民住所

倫敦建築公司Foster + Partners已經設計出可以打印的月球僑居地。

《華爾街日報》網絡版周一刊文指出，星際移民早已不再是天方夜譚，一家荷蘭公司選出了100人，並計劃在2027年將他們送到火星。而在NASA的太空3D打印機幫助下，這群星際移民可以使用火星上的沙子打印出磚塊，建造庇護掩體。此外，太空3D打印機還能夠打印披薩等食物，這給長時間的星際穿越提供了物資保障。當然，這種打印機還處在試驗階段，但未來有一天，它或許能夠成真。

以下為文章梗概：

星際移民

今年2月，荷蘭一家私人公司公布了100位候選人大名單，為“管去不管回”的火星單程旅行做出第一步準備。如果所有工作都按照這家公司所暢想的那樣順利，人類將於2027年某一時刻登陸火星。成功登上火星後，他們需要快速建立永久性居住掩體。不過，距離這顆紅色星球最近的建材超市遠在1.4億英裏以外。現成可用的唯一材料，便是火星上隨處可見的沙子。

如果NASA（美國國家航空航天局）旗下馬歇爾太空飛行中心（Marshall Space Flight Center）的尼基·維克海瑟（Niki Werkheiser）和其工程團隊的研究最終成真，這些前往火星的人們便可得到一切所需物品。目前，維克海瑟團隊正在研究太空3D打印機，可以使用火星表麵的沙子，生產磚塊，從而建造密閉且防輻射的建築掩體。

NASA這項3D打印研究項目，正在阿拉巴馬州的漢茨維爾市（Huntsville）進行。維克海瑟是該項目經理，她和她的團隊使用仿真火星沙作為原材料，打印出曲麵牆壁和其他建築結構。與此同時，歐洲航天局（European Space Agency）也在進行各種探索，采用月球塵埃來打印建造月球基地。倫敦建築公司Foster + Partners已經設計出可以打印的月球僑居地。

如果宇航員嚐試飛抵火星，他們可以在長時間的太空環境中，吃上由3D打印食物係統生產的披薩，目前，該項目正在美國德克薩斯州研發中。

工業工程師和設計師們投身三維打印已有十年以上曆史，采用的是改進版電子噴墨打印機。而太空3D打印機則可壓出塑料、合金、複合陶瓷以及混合固化劑，能夠在一張紙薄厚的程度上積聚複雜的形狀。航天工程師們使用這種打印機，製造火箭引擎零部件以及其他工業化構件。

太空3D打印

而如今，3D打印技術正走向太空

加州航天公司Made In Space首席執行官亞倫•科梅爾(Aaron Kemmer)表示：“如果你要去其他世界定居，你就需要這種技術。”當前，Made In Space公司正積極開發太空打印技術。

科梅爾和他的同事正測試一種高尖端微重力打印機，其可以打印陶瓷製品、合成材料以及耐高溫聚合塑料等製品。他們采用名為“表層土壤”的材料進行試驗，這種“表層土壤”是一種火山灰粉末，研究人員用它來替代真實的月球塵埃。

Made In Space公司首席工程師邁克爾•斯奈德（Michael Snyder）表示：“最開始一團糟糕，就好像在打印糖粉。”不過，他們已取得了一些不俗成績。

去年12月，NASA宇航員巴裏·威爾莫（Barry Wilmore）在國際空間站成功打印出棘輪扳手，這也是太空軌道內第一個打印而來的工具。

Made In Space公司一位工程師在地麵上設計出扳手樣式，而後將圖紙轉化為計算機代碼，以郵件方式發給身在太空的威爾莫。威爾莫使用這家公司的試驗版3D微重力打印機，采用含有熱桃膠的墨水，打印出整個扳手，前後共耗時3個小時。而且，該扳手每個物理層，厚度隻有7毫米。

在打印原料托盒中，這些材料並沒有飄走。不過NASA工程師尚不能確定，在失重環境下，這些薄片層冷卻後能否恰當結合在一起。

通常而言，宇航員需要等上一年或者更長時間才能收到從地麵送來的新工具。威爾莫共打印了25個試驗性零部件，並將其送抵地麵。上個月，NASA工程師希望開始針對這些部件進行瑕疵檢測。

“空間站的3D打印機是第一步”，維克海瑟說，“這為我們思考可能性開了個頭。我們認為，可以在零重力下造出在地球上弄不出來的東西。”

理論上說，高尖端打印機未來能夠在人類移民抵達某一星球前，就將降落場、道路以及庇護所建造完成。這些打印機甚至還能自我打印，造出另一台一模一樣的打印機出來，或者一批批可以自我組裝的建築機器人。當前，英國巴斯大學（University of Bath）就在研發能夠自我複製的3D打印機，其可生產新的、改進版的“自己”。

3D打印月球基地

歐洲航天局的工程師們正積極探索，使用現有3D打印技術建造整個月球基地。

在最近一次試驗中，工程師們使用Monolite UK Ltd公司開發的3D立體成型打印技術，以氧化鎂和仿真月球灰混合物為原料，打印出每塊重達1.5噸的建築磚塊。

歐洲航天局3D打印項目負責人勞倫特·帕巴古安(Laurent Pambaguian)表示：“將這些磚塊從地球運到月球，經濟上來說是不可能的。除了將3D打印機送上天外，別無他法。”

去年，歐洲航天局計劃發射自家研發的3D微重力打印機到空間站。眼前，NASA、Made In Space以及歐洲航天局，都在著眼另一種星際墨水原料：垃圾。三家機構正研發循環係統，可以融化塑料工具、食物包裝以及其他空間站垃圾，用來再次打印所需的物品。

歐洲航天局產品保障和安全部門負責人沃爾夫岡•維斯（Wolfgang Veith）表示，此舉可以降低太空發射所需的原料。去年，宇航員共扔掉3300磅太空貨盤、設備、食物、小型衛星以及衣服等，讓這些東西在大氣層燃燒殆盡。

發起文章開始提及的火星“單程旅行”的“火星一號”公司（Mars One）CEO巴斯·蘭斯多普（Bas Lansdorp）表示，3D打印機未來某一天會是每位星際旅行者攜帶的行李，但這項技術對於公司來說還是過於試驗性的。

按照“火星一號”公司的設想，前往火星的人們將居住在密閉小屋中，由火箭送至目的地，而且在著陸前就已有機器人負責建造開路。