3D打印的衛(wèi)星發(fā)射器在克里斯哈德菲爾德和格蘭特伊瑪哈拉的祝福下前往國際空間站

如果你可以在國際空間站上打印一些東西，你會打印什么?這是在國際空間站設(shè)計競賽中向工程師和愛好者提出的問題，獲勝者——一種發(fā)射手掌大小衛(wèi)星的聰明而強大的設(shè)備——將會被發(fā)射升空。

將近250個想法被提交，從工具到玩具再到科學(xué)儀器。這些提案由精通技術(shù)的宇航員、前國際空間站居民克里斯·哈德菲爾德上校(Chris Hadfield)和因《流言終結(jié)者》(Mythbusters)而出名的格蘭特·伊瑪哈拉(Grant Imahara)審核并提交評判。整個過程都是由主要的組件分發(fā)者Mouser組織的。

哈德菲爾德在一次采訪中告訴我:“有很多公司在挑戰(zhàn)人們對太空飛行的思考——我認為這次比賽真的很有創(chuàng)意?！薄凹夹g(shù)進步的美妙之處在于它能激發(fā)人們的想象力。當(dāng)我在空間站的時候，這一切都是不可能的，但是當(dāng)你建造它的時候，突然間人們就會說，嘿，你可以做這個，還有這個!”

“我只是覺得生活在這樣一個時代是不可思議的:a，我們有一個太空站;B，我們有一臺能在零重力下打印的打印機;C，在捕鼠器的幫助下，我們有一場任何人——任何人的比賽!”-可以進入，并有一個設(shè)計可能打印在空間，”Imahara在一個單獨的采訪中說。

這兩個亞軍是簡單的概念，但執(zhí)行良好，功能齊全，不需要任何額外的零件，螺絲，以及類似的東西。

一個是簡單的老虎鉗，可以用來把東西固定在合適的地方——還需要幾個嗎?不需要在供應(yīng)運行時請求它們，只需將它們打印出來。另一種是智能的集多種功能于一體的小食具，既可以當(dāng)抓斗，也可以當(dāng)勺子使用。

“太空火鉗是我的最愛之一，”Imahara說?！八麄儗υ谔罩羞M食的困難有深刻的理解，而在地球上，我們并沒有想過這有多難。這真是解決問題的聰明辦法。”

哈德菲爾德說:“當(dāng)格蘭特和我討論這個問題時，我們說，你想怎么做就怎么做?！薄暗髞碛辛诉@些偉大而實用的想法。在太空中，你總是在尋找一個夾子或者合適的維可牢尼龍搭扣，或者合適的蹦極來固定東西。最終的一些設(shè)計解決了這個問題。”

然而，獲勝的作品是另一個層次的巧妙設(shè)計。

Andy Filo對這個想法思考了很長時間，他喜歡稱它為“太空互聯(lián)網(wǎng)”。

他解釋說:“這一切都是為了把這些小的‘飛向衛(wèi)星’，大約是一個爆竹的大小，送入太空?！币粋€由數(shù)十個微型設(shè)備組成的集群可以聯(lián)網(wǎng)并共同監(jiān)測各種有趣的現(xiàn)象。“問題是，”他接著說，“你怎么把他們弄出去?”

所有的空間都是標(biāo)準(zhǔn)化的:它必須符合一定的體積，承受各種壓力和沖擊，等等。以飛秒衛(wèi)星為例，其中很大一部分體積是用來發(fā)射它們進入太空的設(shè)備。但是如果它可以直接打印出來呢?

“我看到了這場比賽，我想，這將是一個巨大的機會，”他說。于是他開始工作，結(jié)果設(shè)計令人印象深刻。

這些衛(wèi)星被放入3D打印的“母艦”中，每個都有自己的小槽。當(dāng)它們被加載時，長長的金屬天線會同時充當(dāng)彈簧(Filo在這方面的專利正在申請中)，并插入一個大頭針來承受拉力。當(dāng)大頭針被移除時，衛(wèi)星就會以可預(yù)測的速度和方向飛出去，形成一個不斷擴大的網(wǎng)絡(luò)。

他演示了如何使用一個小的演示塊;當(dāng)然，真實的要大得多。

Imahara說:“飛航衛(wèi)星最重要的問題之一是，它們需要以特定的方式部署?！斑@個盒子，令人難以置信，它看起來非常簡單，可以完全3D打印，它使得組裝所有的衛(wèi)星變得容易，這一切都成為可能?！?/p>

費羅說:“我真正喜歡這個設(shè)計的地方是，它有3d打印的最佳實踐?！彼鼪]有支撐結(jié)構(gòu)，所以很容易在空間打印。即使是在零重力的環(huán)境下加載也是設(shè)計好的?！?/p>

通過在它們之間共享數(shù)據(jù)，飛向衛(wèi)星可以監(jiān)測一大片區(qū)域，尋找磁氣圈的變化——這可能會在地球上引起電問題——或者尋找宇宙射線。根據(jù)任務(wù)不同，它們可以存活幾周或幾個月，在重返大氣層時燃燒殆盡。由于他們是如此小，發(fā)射裝置是可打印的，多個部署是可能從一個單一的衛(wèi)星組件交付。

費羅說他“欣喜若狂”贏得了比賽,并與平淡,甚至很高興(相對于火箭發(fā)射),他的想法將被發(fā)送到空間:上傳一些辦公室,之后,“這將實現(xiàn)在空間站上盒”——就像《星際迷航》的運輸車。

希望飛衛(wèi)發(fā)射器在發(fā)射后能證明自己的有效性。如果你對其他參賽作品感興趣，你可以瀏覽比賽網(wǎng)站;正如評委們指出的那樣，它似乎確實引起了工程師和太空愛好者的共鳴。

哈德菲爾德說:“挑戰(zhàn)人們想出新東西，認識到這項技術(shù)是新的，但要把它作為新的基準(zhǔn)，然后從那里開始?！薄澳惆验T檻提高到足夠高，人們就會盡最大努力克服它?！?/p>