馬斯克星際移民新動靜：SpaceX采用建筑3D打印在德州星際基地建造新房屋

2021年12月21日，南極熊了解到，國外一位名叫Jarret Gross建筑3D打印博主剛剛發(fā)布了一個關(guān)于SpaceX 3D打印最新進(jìn)展的視頻，他獨(dú)家披露了SpaceX使用Apis Cor技術(shù)打印的首個混凝土3D建筑。這是SpaceX社區(qū)大樓建筑區(qū)的一個擴(kuò)展建筑，名為The Hub，但它是在SpaceX的星際基地完成建造的設(shè)施，所以這確實(shí)是相當(dāng)令人興奮的。

△ SpaceX的The Hub建筑

SpaceX將要進(jìn)軍建筑3D打印行業(yè)？

Apis Cor近日透露，這幢建筑是當(dāng)下開發(fā)的第一個也是唯一一個參加太空海岸住宅巡游并獲獎的3D打印住宅（項(xiàng)目）。Apis Cor設(shè)計的Impreza是在太空海岸建造的首個3D打印房屋。紀(jì)念設(shè)在這個地區(qū)的航空航天、技術(shù)和國防工業(yè)的基礎(chǔ)。這個項(xiàng)目可能吸引了SpaceX公司位于加州霍桑的太空海岸總部的注意。

南極熊之前曾經(jīng)報道過SpaceX 對于Velo3D的投資，及其用于火箭生產(chǎn)的金屬3D打印機(jī)，而且NASA和歐空局都廣泛地測試了用于星際建設(shè)的建筑3D打印技術(shù)（【新提醒】Velo3D把金屬復(fù)合3D打印機(jī)賣給SpaceX，融資2800萬美元-南極熊3D打印網(wǎng) - 平臺 (nanjixiong.com)）。然而，直到今天，SpaceX還沒有表現(xiàn)出為其火星殖民項(xiàng)目測試建筑3D打印的興趣。這一相對較小的發(fā)展并不意味著馬斯克正在考慮在火星上3D打印可居住的結(jié)構(gòu)，但它確實(shí)意味著他和他的團(tuán)隊意識到該技術(shù)的基本能力。

馬斯克和3D打印

一直以來，馬斯克都是作為“科技狂人”的形象活躍在大眾的視野當(dāng)中。2020年5月，SpaceX采用自主研發(fā)的火箭成功將兩位美國宇航員送往國際空間站，雖然這只是Demo任務(wù)，但SpaceX已經(jīng)以其卓越工程優(yōu)勢、低廉的發(fā)射成本贏得了全球航天產(chǎn)業(yè)的信賴。同時也是除美俄中這些航天國家隊以外，唯一獨(dú)立實(shí)現(xiàn)載人航天的商業(yè)公司。SpaceX自此成為世界載人航天的第四位玩家，創(chuàng)造了新歷史。

△SpaceX的龍?zhí)�空�?/div>

在這里，3D打印技術(shù)起到了神助攻的作用。如：

1）報外媒報道，SpaceX公司已經(jīng)完成了3D打印SuperDraco火箭發(fā)動機(jī)的開發(fā)測試。該發(fā)動機(jī)是Dragon發(fā)射中止系統(tǒng)（LAS）的重要裝置，能夠在Dragon火箭發(fā)射失敗時幫助宇航員安全逃生。

據(jù)了解，為了降低成本，節(jié)省材料消耗并提高制造的總體靈活性，SpaceX采用了3D打印技術(shù)來制造SuperDraco的發(fā)動機(jī)——火箭發(fā)動機(jī)上的關(guān)鍵組件燃燒室，SpaceX選擇使用鉻鎳鐵超合金材料，通過一臺EOS金屬3d打印機(jī)完整打印而成。這種合金材料的強(qiáng)度、韌性、抗斷裂性以及材料穩(wěn)定性等優(yōu)于其他金屬。

而利用3D打印制造發(fā)動機(jī)的優(yōu)勢還在于，其可在20%到100%推力的情況下減速并可多次重啟。在LAS系統(tǒng)確定要失敗的時候及時終止乘員艙，然后安全著陸或降落到海中。在最近的測試中，SpaceX公司在德州對SuperDraco推進(jìn)器進(jìn)行了27次點(diǎn)火試驗(yàn)，成功通過了各種推進(jìn)循環(huán)的測試。

△對3D打印額度SpaceX SuperDraco 部件進(jìn)行點(diǎn)火測試

2） SpaceX于2013年就成功通過EOS金屬3D打印機(jī)制造SuperDraco火箭發(fā)動機(jī)推力室，使用了鎳鉻高溫合金材料。與傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)制造技術(shù)相比，使用增材制造不僅能夠顯著地縮短火箭發(fā)動機(jī)的交貨期和并降低制造成本，而相比傳統(tǒng)制造發(fā)動機(jī)的成本，而且可以實(shí)現(xiàn)“材料的高強(qiáng)度、延展性、抗斷裂性和低可變性等”優(yōu)良屬性。這是一種非常復(fù)雜的發(fā)動機(jī)，其中所有的冷卻通道、噴油頭和節(jié)流系統(tǒng)都很難制造。EOS能夠打印非常高強(qiáng)度的先進(jìn)合金,是創(chuàng)造SuperDraco發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵。

3） 2017年1月，SpaceX在加州范登堡空軍基地成功發(fā)射了一枚獵鷹9號火箭，獵鷹9號火箭上含有大量的3D打印零件，包括關(guān)鍵的氧化劑閥體，3D打印的閥體成功操作了高壓液態(tài)氧在高震動情況下的正常運(yùn)行。與傳統(tǒng)鑄造件相比，3D打印閥體具有優(yōu)異的強(qiáng)度、延展性和抗斷裂性。并且與典型鑄件周期以月來計算相比，3D打印閥體在兩天內(nèi)就完成了。經(jīng)過后加工處理的3D打印閥體經(jīng)過廣泛的測試程序–包括嚴(yán)格的發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系列、部件級資格測試和材料測試才被納入獵鷹9號火箭的標(biāo)準(zhǔn)零件。

回收火箭、送汽車上太空、送航天員上空間站、建設(shè)“火星棲息地”…SpaceX持續(xù)挑戰(zhàn)航天科技與人類想象力，它為世界、為孩子、為未來，樹立了楷模。當(dāng)然，南極熊認(rèn)為，馬斯克與建筑3D打印的這一次“碰撞”也絕不是巧合，我們也期望著接下來這位科技大佬能給我們帶來更多的驚喜。

月球基地的建筑3D打印

此外，國際上的許多其他機(jī)構(gòu)也在大力推進(jìn)關(guān)于星際基地建筑3D打印研究。

就在上個月，新南威爾士大學(xué)（UNSW）與澳大利亞建筑業(yè)初創(chuàng)公司Luyten展開合作，以求加快推進(jìn)能夠3D打印月球材料，他們會共同推進(jìn)一臺新型龍門式月球雷石3D打印機(jī)的開發(fā)和測試工作。二者的合作旨在快速建造尺寸可達(dá)9×12m的月球基礎(chǔ)設(shè)施，并最終實(shí)現(xiàn)在月球表面建立永久居住地的目標(biāo)。

【新提醒】星際移民進(jìn)程加快！UNSW將助力Luyten推進(jìn)月球3D打印機(jī)的研發(fā)工作-南極熊3D打印網(wǎng) - 平臺(nanjixiong.com)

空間系統(tǒng)專家Redwire公司已與美國國家航空航天局簽訂合同，評估將雷石按需3D打印成月球結(jié)構(gòu)的可行性。Redwire的雷石打�。≧RP）研究計劃在國際空間站上進(jìn)行，旨在作為使用月球塵埃模擬原料來創(chuàng)建軌道建筑的一個技術(shù)演示。

同樣，德克薩斯州的建筑公司ICON也受NASA委托，評估3D打印用于生產(chǎn)非地球結(jié)構(gòu)的潛力，盡管是用于火星而不是月球。該公司使用其Vulcan系統(tǒng)，已經(jīng)建立了一個1700平方英尺的 "火星沙丘阿爾法 "棲息地，NASA打算將其作為評估長期暴露在火星條件下的長期影響的一種手段。

在俄羅斯，該國的Roscosmos機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始了類似的任務(wù)，以3D打印基于巖漿的庇護(hù)所。中國國家航天局也在2019年1月透露了自己的3D打印月球基地計劃。

值得肯定的是，作為一種既能節(jié)省進(jìn)入太空的成本，又安全可靠的技術(shù)，3D打印未來必將成為星際航行乃至地外居所建造的“剛需”之一。