L3HARRIS在国际空间站上测试材料的耐用性和性能

2024年3月，南极熊获悉，美国航空航天和国防承包商L3Harris在国际空间站 (ISS) 实验室中测试3D打印的耐用材料，这些材料对卫星组件的生产至关重要。


△将材料暴露在恶劣的太空环境中

L3Harris表示，在将3D打印材料用于航天器部件之前，必须进行完备的测试，以确保其在近地轨道 (LEO) 的恶劣环境中具有抵抗能力。L3Harris 启动了一个项目，在SpaceX 第 27 次商业补给服务 (CRS) 任务中测试 3D 打印射频 (RF) 电路和各种材料样本。这一举措是继2021 年在国际空间站上进行的实验之后又一次实验，该实验在两个月内提供了宝贵的数据。L3Harris 正在扩展其材料测试范围，以包括用于光子集成电路的光子材料，这是一种类似于计算机芯片的技术，但使用的是光而不是电子。

航空航天和国防行业领导者 L3Harris 的高级科学家和技术研究员 Arthur C. Paolella 说道：“我们很高兴能够对 3D 打印材料进行为期六个月的测试，并将新结果与之前的国际空间站实验和地面测试进行比较，3D 打印太空材料的能力为卫星设计和建造开辟了新的可能性，同时使航天器制造更具成本效益和效率。”

通过太空性能测试优化材料
来自安柏里德尔航空大学无线设备和电磁学实验室主任Eduardo Rojas和他的学生正在协助这项实验，将利用位于空间站外部的材料国际空间站实验（MISSE）飞行设施。材料样品将暴露在严酷的太空环境下，承受各种压力，包括极端温度和辐射，以评估其在恶劣条件下的性能。

Paolella 表示，从这些测试中获得的结果将指导材料的完善和开发，以集成到卫星制造过程中。此外，使用光子集成电路有望通过减少尺寸、重量和功率要求，同时提高数据传输能力来增强卫星通信。L3Harris 正在探索 3D 打印材料在太空中的其他应用，例如卫星部件之外的在轨制造和维修。

Paolella指出：“虽然我们可以在地球上一次针对其中一两个因素测试这些材料的耐用性，但在国际空间站上可以一次性测试所有潜在危险。”


△先前在国际空间站上进行的实验期间，用于无线电通信的各种 3D 打印材料样本和 3D 打印射频天线

太空制造的新发展
过去几个月，3D 打印在太空制造中的应用显著加快：

2024年2月，AddUp与空中客车防务与航天公司根据欧洲航天局(ESA)合同开发了Metal3D 项目，推出了一种用于太空应用的金属 3D 打印机，该打印机由空中客车公司共同资助，旨在评估持续微重力下的增材制造。将由NASA NG-20 任务发射到国际空间站，并将在哥伦布舱中接受测试。空中客车公司强调了太空制造在减少对地球供应链依赖方面的潜力，实验旨在评估太空金属打印的质量，并为未来的外星任务提供信息。

2023年7月，Orbital Composites获得了一份价值 170 万美元的美国太空部队合同，以推进太空服务、组装和制造 (ISAM) 天线。该团队与Axiom Space和Northrop Grumman等行业巨头合作，旨在改造卫星蜂窝宽带和天基太阳能。公司计划发射其第一个太空工厂模块，并在 Axiom Station 上建立 ISAM“实验室”，随着计划扩展到地球静止轨道，Orbital 还与 Space Logistics 合作，改进针对 GEO 应用的 ISAM 功能。