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(guó)際空間站

如果你可以在國(guó)際空間站上打印一些東西，你會(huì)打印什么?這是在國(guó)際空間站設(shè)計(jì)競(jìng)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(qiáng)大的設(shè)備——將會(huì)被發(fā)射升空。

將近250個(gè)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(guó)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(píng)判。整個(gè)過程都是由主要的組件分發(fā)者M(jìn)ouser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(duì)太空飛行的思考——我認(rèn)為這次比賽真的很有創(chuàng)意?！薄凹夹g(shù)進(jìn)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(shí)候，這一切都是不可能的，但是當(dāng)你建造它的時(shí)候，突然間人們就會(huì)說，嘿，你可以做這個(gè)，還有這個(gè)!”

“我只是覺得生活在這樣一個(gè)時(shí)代是不可思議的:a，我們有一個(gè)太空站;B，我們有一臺(tái)能在零重力下打印的打印機(jī);C，在捕鼠器的幫助下，我們有一場(chǎng)任何人——任何人的比賽!”-可以進(jìn)入，并有一個(gè)設(shè)計(jì)可能打印在空間，”Imahara在一個(gè)單獨(dú)的采訪中說。

這兩個(gè)亞軍是簡(jiǎn)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(gè)是簡(jiǎn)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(gè)嗎?不需要在供應(yīng)運(yùn)行時(shí)請(qǐng)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?duì)在太空中進(jìn)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(gè)問題時(shí)，我們說，你想怎么做就怎么做?！薄暗髞碛辛诉@些偉大而實(shí)用的想法。在太空中，你總是在尋找一個(gè)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(jì)解決了這個(gè)問題?！?/p>

然而，獲勝的作品是另一個(gè)層次的巧妙設(shè)計(jì)。

Andy Filo對(duì)這個(gè)想法思考了很長(zhǎng)時(shí)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(gè)爆竹的大小，送入太空?！币粋€(gè)由數(shù)十個(gè)微型設(shè)備組成的集群可以聯(lián)網(wǎng)并共同監(jiān)測(cè)各種有趣的現(xiàn)象?！皢栴}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(jìn)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(chǎng)比賽，我想，這將是一個(gè)巨大的機(jī)會(huì)，”他說。于是他開始工作，結(jié)果設(shè)計(jì)令人印象深刻。

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

他演示了如何使用一個(gè)小的演示塊;當(dāng)然，真實(shí)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(gè)盒子，令人難以置信，它看起來非常簡(jiǎn)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(fèi)羅說:“我真正喜歡這個(gè)設(shè)計(jì)的地方是，它有3d打印的最佳實(shí)踐。”它沒有支撐結(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(jì)好的。”

通過在它們之間共享數(shù)據(jù)，飛向衛(wèi)星可以監(jiān)測(cè)一大片區(qū)域，尋找磁氣圈的變化——這可能會(huì)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(gè)月，在重返大氣層時(shí)燃燒殆盡。由于他們是如此小，發(fā)射裝置是可打印的，多個(gè)部署是可能從一個(gè)單一的衛(wèi)星組件交付。

費(fèi)羅說他“欣喜若狂”贏得了比賽,并與平淡,甚至很高興(相對(duì)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(shí)現(xiàn)在空間站上盒”——就像《星際迷航》的運(yùn)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(duì)其他參賽作品感興趣，你可以瀏覽比賽網(wǎng)站;正如評(píng)委們指出的那樣，它似乎確實(shí)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(rèn)識(shí)到這項(xiàng)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(huì)盡最大努力克服它?！?/p>