意大利國(guó)家核物理研究所已使用3D打印來(lái)制造紫外線望遠(yuǎn)鏡的機(jī)械結(jié)構(gòu)，該望遠(yuǎn)鏡最近已被送到國(guó)際空間站（ISS）。在接下來(lái)的三年中，意大利航天局和俄羅斯航天局將使用3D打印的Mini-EUSO望遠(yuǎn)鏡來(lái)分析國(guó)際空間站的紫外線輻射。該項(xiàng)目的目的是更好地了解宇宙射線，并為未來(lái)的空間站任務(wù)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

“在Mini-EUSO的機(jī)械結(jié)構(gòu)的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中使用Stratasys FDM 3D打印可以使我們降低項(xiàng)目的總體成本，” Laboratori Nazionali di Frascati INFN首席研究員Marco Ricci說(shuō)?！皩?duì)于我來(lái)說(shuō)，這是我無(wú)法想象的結(jié)果，我從3D打印中就沒(méi)想到過(guò)?！?/span>

3D打印的Mini-EUSO面向國(guó)際空間站的俄羅斯Zvezda模塊的地球側(cè)窗口。圖片由JEO-EUSO Progam提供。

3D打印太空望遠(yuǎn)鏡

太空望遠(yuǎn)鏡被發(fā)送到國(guó)際空間站，以在紫外線范圍（300-400 nm）內(nèi)創(chuàng)建高分辨率的地球圖。為了成功做到這一點(diǎn)，該裝置必須能夠承受由聯(lián)盟號(hào)火箭發(fā)射進(jìn)入太空的機(jī)械應(yīng)力和振動(dòng)。

INFN團(tuán)隊(duì)使用Stratasys的Fortus 450mc 3D打印機(jī)和ULTEM 9085材料，創(chuàng)建了一種結(jié)構(gòu)，可以滿足嚴(yán)格的航空航天和ISS認(rèn)證要求。事實(shí)證明，所形成的望遠(yuǎn)鏡機(jī)械框架比鋁制框架輕，并且比其前身具有更好的內(nèi)部電流絕緣性。

Laboratori Nazionali di Frascati（LNF）在其意大利基地?fù)碛卸嗯_(tái)Stratasys FDM機(jī)器，最近還安裝了PolyJet功能。根據(jù)Ricci的說(shuō)法，LNF研究人員使用該技術(shù)將成本降低了十分之一，并將開(kāi)發(fā)時(shí)間減少了大約一年。Mini-EUSO由于具有2.5 us的高時(shí)間分辨率，因此能夠檢測(cè)地球大氣層中的各種紫外線現(xiàn)象。成功地將其安裝在ISS的俄羅斯低軌Zvezda模塊上后，數(shù)據(jù)已經(jīng)被發(fā)送回地球進(jìn)行分析。

Ricci補(bǔ)充說(shuō)：“我們現(xiàn)在正在分析Mini-EUSO記錄的第一批數(shù)據(jù)，結(jié)果非常有希望。從研究人員的角度來(lái)看，我為項(xiàng)目的執(zhí)行方式感到非常自豪，并對(duì)取得的成就感到非常興奮。對(duì)我來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在很清楚3D打印如何為科學(xué)研究的未來(lái)成功和技術(shù)進(jìn)步做出重大貢獻(xiàn)。”

Mini-EUSO太空望遠(yuǎn)鏡的飛行模型。通過(guò)JEM-EUSO程序拍攝。

國(guó)際空間站上的增材制造

3D打印技術(shù)已以各種方式得到應(yīng)用，以優(yōu)化ISS上的操作并促進(jìn)其研究目標(biāo)。加利福尼亞州的全球制造商太空制造（MIS）于2018年5月被授予NASA小型企業(yè)創(chuàng)新研究（SBIR）合同，以開(kāi)發(fā)其Vulcan Hybrid 3D打印機(jī)。該系統(tǒng)可與30多種不同的材料兼容，涵蓋聚合物和金屬，并能夠在軌道上生產(chǎn)耐用的高精度部件。

MIS和巴西石化公司Braskem于2019年10月為ISS創(chuàng)建了3D打印塑料回收設(shè)施?！?Braskem回收站”旨在提高該站制造能力的可持續(xù)性，并減少來(lái)自地球的補(bǔ)給任務(wù)。

以色列3D打印機(jī)制造商N(yùn)anodimension于2019年5月獲得以色列創(chuàng)新局的撥款批準(zhǔn)，可為國(guó)際空間站開(kāi)發(fā)射頻（RF）空間系統(tǒng)。該項(xiàng)目與佛羅里達(dá)通信公司Harris Corporation合作，使用其地面衛(wèi)星跟蹤站與3D打印RF系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系。

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