AON3D助力月球著陸器的制造，推動(dòng)太空探索和未來(lái)創(chuàng)新

Astrobotic的游隼一號(hào)任務(wù)（美國(guó)最新的登月計(jì)劃）于 2024 年 1 月 8 日搭乘來(lái)自卡納維拉爾角太空部隊(duì)的聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟(ULA) 火神火箭成功發(fā)射升空。然而，航天器推進(jìn)系統(tǒng)的故障導(dǎo)致嚴(yán)重的燃料損失，迫使團(tuán)隊(duì)放棄原定于 2 月 23 日在月球中緯度地區(qū)Sinus Viscositatis進(jìn)行的登月嘗試。


△Astrobotic 的 Peregrine 月球著陸器

Astrobotic 在 Peregrine 發(fā)射幾小時(shí)后發(fā)布了這條消息：“目前的目標(biāo)是讓 Peregrine 盡可能接近月球距離，以免它失去保持指向太陽(yáng)的位置并隨后失去動(dòng)力�！庇�(jì)劃中的登月將不可能實(shí)現(xiàn)。（可以在Astrobotic 的社交媒體帳戶上找到有關(guān) Peregrine 著陸器的最新信息）



這一進(jìn)展讓 Astrobotic 及其合作伙伴相當(dāng)失望，他們對(duì) Peregrine 寄予厚望，準(zhǔn)備成為第一個(gè)商業(yè)月球著陸器，這也是50年來(lái)第一個(gè)美國(guó)登月著陸器。盡管沒(méi)有到達(dá)目標(biāo)，但游隼一號(hào)的發(fā)射仍然代表著商業(yè)月球探索的第一步，并凸顯了 3D 打印機(jī)制造商AON3D等公司的創(chuàng)新貢獻(xiàn)。Peregrine 著陸器在 Astrobotic 位于賓夕法尼亞州匹茲堡的總部組裝，是眾多供應(yīng)商共同努力的成果，其中僅來(lái)自賓夕法尼亞州就有 184 家公司。



3D打印助力月球著陸器制造

●高性能材料：AON3D 在此次任務(wù)中的作用凸顯了3D打印在航空航天工程中日益重要的意義。AON3D 為航空航天設(shè)計(jì)和制造的各個(gè)方面做出了貢獻(xiàn)，專注于制造高性能零件。該公司參與的核心是其M2+打印機(jī)，該打印機(jī)以其能夠使用 Ultem 等各種高性能材料而聞名。AON3D 將這種高強(qiáng)度耐熱熱塑性塑料描述為太空應(yīng)用的理想選擇，因?yàn)樗�在極端環(huán)境下具有耐用性和穩(wěn)定性。這種材料對(duì)于制造能夠承受太空旅行惡劣條件（例如暴露在高輻射水平和劇烈溫度波動(dòng)下）的零件至關(guān)重要。

●高精度打�。�M2+ 打印機(jī)在為 Peregrine 著陸器創(chuàng)建復(fù)雜組件方面發(fā)揮了重要作用，能夠高精度地處理 Ultem 等材料，有助于它制造任務(wù)所需的零件。這種精度水平在航空航天領(lǐng)域至關(guān)重要，因?yàn)榧词故亲钶p微的偏差也會(huì)產(chǎn)生重大影響。

●縮短制造周期：全尺寸航空電子設(shè)備盒、繼電器、母線、連接器和其他模型和原型均在內(nèi)部打印，從而節(jié)省了數(shù)周的交貨時(shí)間，并且每個(gè)零件的價(jià)格便宜了一個(gè)數(shù)量級(jí)。據(jù) AON3D 稱，數(shù)百個(gè)固定裝置和支架取代了機(jī)載航空電子設(shè)備和電氣系統(tǒng)的金屬部件，從而減輕了車輛重量并加快了生產(chǎn)速度。

Peregrine 的航空電子設(shè)備執(zhí)行著陸器的所有命令和數(shù)據(jù)處理。此外，AON3D 還為世界上第一個(gè)運(yùn)送到月球表面的商業(yè)有效載荷創(chuàng)建了 3D 打印的“月球盒子”，其中包括兩種鑄造的加密貨幣。

登月時(shí)刻
游隼月球著陸器代表了月球探索領(lǐng)域的一項(xiàng)重大冒險(xiǎn)，并被選為美國(guó)宇航局商業(yè)月球有效載荷服務(wù)（CLPS）計(jì)劃的一部分。游隼著陸器高約 1.9 米（6.2 英尺），寬約 2.5 米（8.2 英尺），是一個(gè)由四個(gè)著陸腿支撐的箱形航天器。該著陸器設(shè)計(jì)可攜帶約 20 種不同的有效載荷，其有效載荷質(zhì)量容量為 90 公斤（198 磅）。

游隼一號(hào)搭載了一套由五個(gè) NASA 有效載荷組成的套件，旨在定位月球上的水分子、測(cè)量著陸器周圍的輻射和氣體，并評(píng)估其表面的薄層月球氣體（稱為外逸層）。這些有效載荷將為 NASA 的月球 Vulkan 成像和光譜探測(cè)器(Lunar-VISE) 儀器套件提供數(shù)據(jù)。


△Peregrine 已組裝完畢，準(zhǔn)備前往佛羅里達(dá)州，與 ULA Vulcan Centaur 運(yùn)載火箭整合

AON3D 與太空任務(wù)
AON3D 的 3D 打印專業(yè)知識(shí)已被用于 Peregrine 任務(wù)之外的其他太空項(xiàng)目，它與美國(guó)宇航局進(jìn)行了合作，包括開(kāi)發(fā)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和衛(wèi)星部件的零件。與此同時(shí)，加拿大航天局（CSA）也采用AON3D的M2+ 3D打印機(jī)在國(guó)際空間站（ISS）上進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)研究。該打印機(jī)生產(chǎn)用于血樣制備的離心機(jī)，展示了減少生產(chǎn)時(shí)間和增強(qiáng)設(shè)計(jì)靈活性的優(yōu)勢(shì)。AON3D 還向航天工業(yè)的私營(yíng)公司提供打印機(jī)，例如Blue Origin、Hutchinson和美國(guó)空軍。


△M2+打印機(jī)

游隼一號(hào)任務(wù)所面臨的挑戰(zhàn)在太空探索領(lǐng)域并非獨(dú)一無(wú)二。例如，Relativity Space的全3D打印火箭在首次發(fā)射后也遇到了困難。盡管在 2023 年 3 月成功發(fā)射，但人族 1 號(hào)航天器和游隼一樣，沒(méi)有到達(dá)預(yù)定目標(biāo)，并且由于第二級(jí)故障而未能入軌。很明顯，太空任務(wù)的景觀充滿了成功和失敗，而且并非所有航天器都能完成其軌道任務(wù)，無(wú)論它們是否有數(shù)百個(gè) 3D 打印零件。



盡管如此，重要的是要認(rèn)識(shí)到太空探索的軌跡是以學(xué)習(xí)曲線為標(biāo)志的，隨著時(shí)間的推移，像SpaceX執(zhí)行的任務(wù)一樣，由于他們的經(jīng)驗(yàn)、先進(jìn)技術(shù)和從過(guò)去的任務(wù)中迭代學(xué)習(xí)，其成功率顯著提高。

雖然像游隼這樣更具創(chuàng)新性、更具實(shí)驗(yàn)性的任務(wù)首次失敗的風(fēng)險(xiǎn)很高，但要相信最初的失敗可能是未來(lái)成功的重要組成部分，這些任務(wù)對(duì)于太空技術(shù)的開(kāi)拓性進(jìn)步至關(guān)重要。雖然此次任務(wù)失敗了，但仍然提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)航空航天行業(yè)向前發(fā)展，為太空探索和未來(lái)創(chuàng)新做出貢獻(xiàn)。