格拉斯哥大學發(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，格拉斯哥大學詹姆斯·瓦特工程學院近日宣布正式啟用一項全球首創(chuàng)的測試平臺“NextSpace TestRig”，專為評估將在太空中進行3D打印的材料在極端環(huán)境下的結構完整性而設計。該項目由Gilles Bailet博士主導，并與英國制造技術中心（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，為太空制造技術的發(fā)展提供了關鍵測試平臺。該設施旨在驗證材料結構在太空環(huán)境下的機械性能和可靠性，為未來在軌制造提供堅實的數(shù)據(jù)支持。

太空制造可大幅降低將設備送入軌道的成本，適用于制造通信天線、太陽能反射器、航天器結構部件及深空任務所需的人類棲息艙等多種應用。然而，在軌結構面臨的挑戰(zhàn)也不容忽視。包括微觀結構缺陷、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），對其它航天器構成嚴重威脅。

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

面向太空安全的3D打印材料驗證平臺

Bailet博士表示：“3D打印技術正迅速成為在軌構建復雜結構的關鍵工具，不再依賴傳統(tǒng)火箭發(fā)射整裝設備。但這些材料必須首先在類似太空的環(huán)境中經(jīng)過嚴格測試，以確保在極端條件下依然具備足夠的結構強度和穩(wěn)定性。”

NextSpace TestRig面向全球學術界同仁、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行。這個3D打印材料測試設施配備了全球領先的自動化彈匣系統(tǒng)，能夠在單一測試周期內連續(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20千牛頓的壓力，相當于2000公斤的破壞力，并在真空與極溫條件下同時進行結構分析。這一能力為未來太空制造安全標準的制定奠定了實驗基礎。

△NextSpace TestRig設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域的最新研究成果。此前，他還獲得了一款原型3D打印機的專利 ，并已在NASA的“嘔吐彗星”（用于模擬微重力的失重飛機）號上完成了多次飛行驗證測試。Bailet博士補充道：“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)星制造領域。我們的新設施將進一步鞏固英國在全球太空制造技術領域的領先地位。”

英國航天局國家空間創(chuàng)新項目負責人Iain Hughes表示：“我們非常高興能夠資助格拉斯哥大學開發(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的安全性與可持續(xù)性，實現(xiàn)國家增長和技術領先的雙重目標。”