近日,来自权威科研机构的消息显示,我国自主研发的微重力激光增材制造(3D打印)返回式科学实验载荷,在太空微重力环境下首次成功制造出完整金属构件。这一成果标志着中国太空金属制造技术从“地面验证”迈向“太空工程验证”的关键阶段,为未来航天器在轨制造与维护提供了重要技术支撑。

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技术突破:太空微重力下完成全流程制造
此次实验载荷搭载于某型遥一飞行器进入亚轨道空间,在约120公里的飞行高度中,成功获取了太空微重力环境下金属增材制造的完整构件及全流程数据。实验系统攻克了三大核心难题:
微重力成形控制:针对太空失重环境对金属熔池形态的影响,研发团队通过动态磁场调控与激光能量精准匹配技术,实现了金属构件的稳定成形;
全过程闭环调控:集成多传感器实时监测系统,结合自主开发的算法模型,对温度、应力等参数进行毫秒级响应调整,确保制造精度达到微米级;
载荷-火箭协同设计:通过轻量化结构与热防护一体化设计,使实验载荷与飞行器实现高可靠连接,同时满足回收复用需求。
据科研团队介绍,此次实验获取的数据将用于优化太空增材制造工艺参数库,为后续技术迭代提供关键依据。
应用前景:重塑航天任务模式
太空金属3D打印被国际航天领域视为“颠覆性技术”。其核心价值在于突破传统航天器制造的“地面预生产”模式,实现零部件在轨按需制造与自主修复。例如:
深空探测任务:可现场制造火星车或月球基地的支撑结构,减少发射载荷重量;
空间站运维:快速修复受损部件,延长空间站服役周期;
月面资源利用:利用月壤中的金属元素直接打印工具或设备,降低对地球补给的依赖。
此次实验的成功,表明我国已掌握太空金属增材制造的核心技术,为未来建设“太空工厂”奠定了工程基础。
平台升级:从亚轨道到轨道级跨越
执行本次任务的遥一飞行器采用可回收设计,飞行高度约120公里,提供超过300秒的微重力环境。科研团队透露,下一代飞行器将升级为轨道级平台,具备三大能力:
长期留轨:留轨时间不低于1年,支持连续多次制造任务;
重复使用:设计寿命不少于10次飞行,大幅降低单次任务成本;
多学科适配:除金属制造外,可搭载微重力物理、空间生命科学等实验模块,成为综合性太空实验室。
这一升级将使我国在轨制造能力从“技术验证”转向“工程应用”,满足未来大规模太空开发需求。
战略布局:构建太空制造技术体系
作为国家战略科技力量的重要组成部分,相关科研机构已系统布局太空制造领域:
理论框架:建立微重力环境下金属材料相变、熔池动力学等基础模型;
工艺数据库:积累钛合金、铝合金等航天常用材料的太空增材制造参数;
关键技术:突破柔性舱体展开、在轨稳定控制等配套技术,为“太空工厂”提供整体解决方案。
据规划,我国将于2030年前完成首座模块化太空工厂的在轨组装,实现小型构件的批量生产。此次太空金属3D打印实验的成功,正是这一宏伟目标的关键里程碑。
结语
从地面实验室到亚轨道空间,中国太空金属制造技术正以“小步快跑”的节奏追赶世界前沿。此次完整金属构件的诞生,不仅验证了技术路线的可行性,更彰显了我国在航天领域自主创新的决心。随着轨道级平台的逐步成熟,一个“就地取材、按需制造”的太空时代正加速到来。

