格拉斯哥大學(xué)發(fā)布全球首創(chuàng)太空3D打印材料測試平臺NextSpace TestRig

2025年5月14日，南極熊獲悉，格拉斯哥大學(xué)詹姆斯·瓦特工程學(xué)院近日宣布正式啟用一項(xiàng)全球首創(chuàng)的測試平臺“NextSpace TestRig”，專為評估將在太空中進(jìn)行3D打印的材料在極端環(huán)境下的結(jié)構(gòu)完整性而設(shè)計。該項(xiàng)目由Gilles Bailet博士主導(dǎo)，并與英國制造技術(shù)中心（MTC）合作開發(fā)，獲得英國航天局25.3萬英鎊（約合242.9萬人民幣）的資金支持。

△NextSpace TestRig的開發(fā)得到了英國航天局支持技術(shù)計劃的資金支持

NextSpace TestRig采用特制真空艙，能夠模擬從-150°C至+250°C 的極端溫度環(huán)境，以及高真空條件，為太空制造技術(shù)的發(fā)展提供了關(guān)鍵測試平臺。該設(shè)施旨在驗(yàn)證材料結(jié)構(gòu)在太空環(huán)境下的機(jī)械性能和可靠性，為未來在軌制造提供堅實(shí)的數(shù)據(jù)支持。

太空制造可大幅降低將設(shè)備送入軌道的成本，適用于制造通信天線、太陽能反射器、航天器結(jié)構(gòu)部件及深空任務(wù)所需的人類棲息艙等多種應(yīng)用。然而，在軌結(jié)構(gòu)面臨的挑戰(zhàn)也不容忽視。包括微觀結(jié)構(gòu)缺陷、材料熔合不良等因素，在太空高真空和劇烈溫差環(huán)境中可能引發(fā)材料失效，產(chǎn)生危險碎片（太空垃圾），對其它航天器構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

△研究人員將一盒3D打印材料樣品裝入NextSpace TestRig進(jìn)行測試

面向太空安全的3D打印材料驗(yàn)證平臺

Bailet博士表示：“3D打印技術(shù)正迅速成為在軌構(gòu)建復(fù)雜結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵工具，不再依賴傳統(tǒng)火箭發(fā)射整裝設(shè)備。但這些材料必須首先在類似太空的環(huán)境中經(jīng)過嚴(yán)格測試，以確保在極端條件下依然具備足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。”

NextSpace TestRig面向全球?qū)W術(shù)界同仁、研究人員和商業(yè)客戶開放，旨在幫助他們確保計劃在太空3D打印的任何材料都能安全運(yùn)行。這個3D打印材料測試設(shè)施配備了全球領(lǐng)先的自動化彈匣系統(tǒng)，能夠在單一測試周期內(nèi)連續(xù)評估多個材料樣品，大幅提高測試效率。系統(tǒng)可施加高達(dá)20千牛頓的壓力，相當(dāng)于2000公斤的破壞力，并在真空與極溫條件下同時進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。這一能力為未來太空制造安全標(biāo)準(zhǔn)的制定奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

△NextSpace TestRig設(shè)計為一個特制的真空室，適用于多種測試場景

這個創(chuàng)新平臺是Bailet博士在太空增材制造領(lǐng)域的最新研究成果。此前，他還獲得了一款原型3D打印機(jī)的專利 ，并已在NASA的“嘔吐彗星”（用于模擬微重力的失重飛機(jī)）號上完成了多次飛行驗(yàn)證測試。Bailet博士補(bǔ)充道：“格拉斯哥已經(jīng)成為全球航天創(chuàng)新的核心樞紐之一，尤其是在小型衛(wèi)星制造領(lǐng)域。我們的新設(shè)施將進(jìn)一步鞏固英國在全球太空制造技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。”

英國航天局國家空間創(chuàng)新項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Iain Hughes表示：“我們非常高興能夠資助格拉斯哥大學(xué)開發(fā)這一開創(chuàng)性的測試平臺。NextSpace TestRig不僅將推動英國太空制造能力的提升，更有助于保障未來太空任務(wù)的安全性與可持續(xù)性，實(shí)現(xiàn)國家增長和技術(shù)領(lǐng)先的雙重目標(biāo)。”