3D打印宇航員頭盔上天了，SpaceX實(shí)現(xiàn)人類私人太空行走

2024年9月15日，南極熊獲悉，SpaceX在Polaris Dawn任務(wù)中實(shí)現(xiàn)人類歷史首次私人太空行走，其中一個(gè)重要亮點(diǎn)是宇航員佩戴的頭盔利用3D打印技術(shù)制造。這次太空行走發(fā)生在距離地球約700公里的高度，創(chuàng)下了商業(yè)任務(wù)的最高軌道記錄。極端條件要求堅(jiān)固的裝備，而3D打印頭盔經(jīng)受住了深空環(huán)境的考驗(yàn)。




△ 即將發(fā)射升空的Polaris Dawn乘組。


△ SpaceX的Crew Dragon飛船發(fā)射。

3D打印用于宇航服設(shè)計(jì)制造


△ SpaceX 3D 打印頭盔。

由耐用聚碳酸酯材料制成的3D打印頭盔更輕便，并配備了先進(jìn)的功能，提升了宇航員在太空行走期間的安全性和表現(xiàn)。相比傳統(tǒng)宇航服設(shè)計(jì)，3D打印宇航服集成了先進(jìn)的面罩技術(shù)，包括防太陽眩光的銅和氧化銦錫涂層以及防霧處理。頭盔還包括內(nèi)置的抬頭顯示器（HUD），為宇航員Jared Isaacman和Sarah Gillis實(shí)時(shí)提供有關(guān)宇航服壓力、溫度和濕度等關(guān)鍵因素的信息，這對(duì)于了解太空行走環(huán)境至關(guān)重要，每一秒和每一條數(shù)據(jù)都可能決定任務(wù)的成敗。



傳統(tǒng)的宇航服笨重且復(fù)雜，在太空中使用很困難；使用3D打印部件不僅加快了生產(chǎn)速度，還便于個(gè)性化定制。例如，SpaceX的新EVA宇航服可以根據(jù)不同體型調(diào)整，使更多人能夠參與太空旅行。這對(duì)于展望未來的SpaceX來說非常重要，該公司計(jì)劃在月球上建立基地，甚至在火星上建造城市。這些任務(wù)可能需要數(shù)百乃至數(shù)千萬套宇航服。

● SpaceX從很早就已經(jīng)開始利用3D打印技術(shù)。SpaceX就曾投資了Velo3D設(shè)備；此外，SpaceX一直在3D打印猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件，這對(duì)星艦任務(wù)至關(guān)重要；獵鷹和龍飛船也包含了在極端條件下（如重返大氣層時(shí)的熱屏蔽）設(shè)計(jì)的3D打印部件。
● 美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）也在探索3D打印以推進(jìn)宇航服設(shè)計(jì)?！坝詈椒?shù)字線程”項(xiàng)目旨在為火星任務(wù)創(chuàng)造定制的高性能宇航服。通過使用身體掃描技術(shù)和3D打印，NASA致力于確保這些宇航服完美貼合每位宇航員的身體，從而增強(qiáng)在深空任務(wù)中的舒適度和性能。

測(cè)試人類太空飛行的極限

Polaris Dawn乘組在穿過范艾倫輻射帶的部分區(qū)域時(shí)進(jìn)行了太空行走。高輻射水平對(duì)宇航員而言極為危險(xiǎn)，為了減輕這些風(fēng)險(xiǎn)，乘組人員穿著新的EVA宇航服，這些宇航服設(shè)計(jì)用來更好地抵御微流星體和太空輻射等環(huán)境危害。


△ Jared Isaacman準(zhǔn)備打開艙門進(jìn)行首次私人太空行走。

SpaceX還利用此次任務(wù)測(cè)試了新的通信技術(shù)，特別是Starlink的基于激光的空間通信技術(shù)。這可能為未來前往月球、火星及更遠(yuǎn)地區(qū)的任務(wù)鋪平道路，可靠的通信系統(tǒng)將是至關(guān)重要的。

Polaris Dawn只是SpaceX雄心勃勃計(jì)劃的開端。它是三個(gè)計(jì)劃中的Polaris任務(wù)的第一個(gè)。Polaris計(jì)劃的長(zhǎng)期目標(biāo)之一是為載人火星任務(wù)做準(zhǔn)備。為此，SpaceX正在開發(fā)如3D打印頭盔和EVA宇航服等可擴(kuò)展技術(shù)，以使太空探索更加高效。


△ Jared Isaacman的首次私人太空行走。

Polaris Dawn任務(wù)的科學(xué)數(shù)據(jù)可能會(huì)產(chǎn)生巨大價(jià)值。研究人員將分析乘組人員的生物樣本，以了解太空對(duì)人體的影響。這對(duì)于未來可能花費(fèi)數(shù)月至數(shù)年的火星任務(wù)尤為重要。推動(dòng)SpaceX前進(jìn)的動(dòng)力一直是相信人類不應(yīng)該局限于地球，而應(yīng)該探索更遠(yuǎn)的地方。宇航服技術(shù)的進(jìn)步是未來任務(wù)的巨大飛躍。制造能夠適應(yīng)不同需求的宇航服是實(shí)現(xiàn)在其他星球生活的關(guān)鍵。