2023年 白宮計劃向NASA投入260億美元，包含3D打印

2022年4月日，南極熊獲悉，白宮要求NASA在2023年為3D打印機技術提供260億美元的專項預算，通過阿爾特彌斯和其他幾個國家戰(zhàn)略計劃，來保持美國在全球創(chuàng)新方面的領導地位。這一次，3D打印預算比2022年增加4.7%，如果獲得批準，將比2021年預算高出約27億美元。

通常NASA的資金主要用于載人航天、空間科學、航空學、技術開發(fā)和教育等領域的項目，按照比例，大約50%的資金用于載人航天活動，30%用于科學研究和機器人任務，20%用于其他。

△NASA示意圖。圖片來自NASA

過去和未來
作為唯一能夠長期測試NASA探索微重力的平臺，國際空間站 (ISS) 已被證明對太空 3D 打印技術的發(fā)展至關重要。NASA 在其預算中強調了這一點，并補充說，在軌道艙上進行的太空3D打印機，可以幫助科學家識別、開發(fā)和測試宇航員在太空中獲得更長停留太空的技術。

作為美國宇航局“太空行動”項目中的一部分，國際空間站可能會在2023年獲得高達13億美元的專項資金。不過，自2021年以來，投入資金始終沒有太大變化。相反，它還略有下降，可能是由于資金被重新分配投入到其他項目中，例如“深空探索”，由備受期待的阿爾忒彌斯計劃人類重新登月計劃。

△國際空間站。圖片來自美國國家航空航天局提供

然而，就目前而言，大型軌道艙實驗仍然是大量科學任務的所在地。NASA強調了他們在2021年，進行的一項關于3D打印Redwire Regolith Print (RRP) 的重要研究。與美國宇航局馬歇爾太空飛行中心合作開發(fā)于2021年8月10日發(fā)射，該項目是為了證明可利用模擬月球等行星表面風化層(松散的巖石和土壤)的材料，在空間站上進行3D打印是可能的。

這不僅標志著月球風化層模擬物首次用于太空中的3D打印，而且該結果有助于確定使用風化層作可為3D打印機原材料，以及其他按需結構的可行性。為建造太空棲息地，未來太空探索具有重大意義。

△美國宇航局將嘗試開采月球南極，以獲取未來阿爾忒彌斯一代探險者可以使用的自然資源。圖片來自美國國家航空航天局

2022 年，Techshot（現(xiàn)為Redwire的一部分）將重新啟動美國第一臺太空生物打印機 BioFabrication Facility (BFF)，該設備于2019年返回地球進行改進。一旦再次返回太空，BFF將進行多項測試，包括生物打印人體心肌組織和人體血管組織的項目，以及國防部(DoD) 生物打印部分人體半月板的項目。

值得注意的是，在2023年，國際空間站科研計劃包括即將開展的組織工程和再生醫(yī)學研究，改善人類健康和壽命，以及其他政府機構支持的飛行項目，以探索從干細胞生物學到3D打印的一系列相關研究。

NASA的“太空行動”投入中的另一個項目是太空飛行。初期預算為9.75億美元，它將為所有NASA和其他機構提供測試研究。例如，根據預算要求，評估先進的3D打印技術，測試著陸器、在軌級和航天器中的液體火箭發(fā)動機等。這些火箭推進測試最終將支持Artemis項目，可針對商業(yè)客戶和NASA自己的內部組件測試。

△AMF是國際空間站上的第一臺商用3D打印機。圖片來自Redwire

未來的空間技術
對于“太空技術”NASA正在推進3D打印實現(xiàn)創(chuàng)新，以支持快速高效的太空運輸，從而減少運輸時間。首先，該機構計劃在2023年開始研發(fā)3D打印難熔合金的初步開發(fā)、試驗和模擬。該計劃是RAAMBO項目的一部分，它是耐火合金增材制造構建優(yōu)化的縮寫，計劃通過集成的計算材料工程方法推進耐火合金的3D打印使用。

此外，2023年，機器人航天器OSAM-2（On-Orbit Service and Manufacturing Demonstration-2的縮寫，以前稱為Archinaut One）計劃將在4月份之前準備在獵鷹9號火箭上發(fā)射。該太空項目將測試3D打印如何在太空中建造、組裝和部署復雜的結構。一旦部署并定位在軌道艙上，航天器將使用AI操作和人工操作倆種模式下，可3D打印兩個結構梁。

△美國宇航局局長 Bill Nelson。圖片來自NASA

另外“航空工程”還將投入9.71億美元用于3D打印科研資助，NASA說它計劃資助幾個與3D打印相關的項目。一種是3D打印固態(tài)電池，以增強能量、充電和安全性。第二個項目將評估卡內基梅隆大學研究人員正在進行的一項高效大規(guī)模生態(tài)3D打印系統(tǒng)。

未來其他空間技術，如RAMPT（快速分析制造推進技術的縮寫），將繼續(xù)推進3D打印用于制造液體火箭發(fā)動機部件。NASA正在利用3D打印幫助拓展他們的硬件、材料和軟件組合，例如其他發(fā)射服務、火箭推進和探索設備等。