采用3D打印技術，F(xiàn)LEXHab宇航員太空訓練基地實現(xiàn)設計優(yōu)化

2024年11月6日，南極熊獲悉，丹麥創(chuàng)新企業(yè)WOHN與捷克的3D打印機制造商Prusa Research以及瑞典木質復合材料生產商Woodcomposite Sweden合作，共同開發(fā)了FLEXHab太空訓練基地，旨在為歐洲航天局（ESA）未來的Artemis任務訓練宇航員。這一項目展示了3D打印技術在太空探索領域的先進應用。

△FLEXHab宇航員太空訓練基地外觀效果圖

訓練基地的設計融入了現(xiàn)代可持續(xù)設計理念，通過集成多種3D打印元素，提高了內部的舒適度和功能性。項目中，關鍵部件如櫥柜正面、天花板面板和其他結構特征均采用3D打印技術制造，材料為Woodcomposite提供的含有40%木纖維的聚丙烯（PP）復合聚合物。WOHN公司負責生產這些3D打印元素，使用的升級再造材料不僅展現(xiàn)了對環(huán)境保護的承諾，也體現(xiàn)了對創(chuàng)新材料使用的追求。

△內部設計圖

模塊化和可持續(xù)的3D打印

FLEXHab是基于經(jīng)過改裝的40英尺高立方體集裝箱構建的，形成了一個模塊化的結構，既靈活又便于直接運輸。外部使用3D打印技術制作的玻璃纖維增強聚合物面板包裹，設計靈感來源于月球棲息地的輪廓。這種耐用的外立面經(jīng)過涂層處理以增強耐候性，確保堅固、輕便且耐用。

3D打印技術在制造天花板面板方面的獨特之處在于能夠容納嵌入式的晝夜節(jié)律照明系統(tǒng)。這一系統(tǒng)被巧妙地整合進天花板結構中，能夠模擬自然的光周期變化，有助于調節(jié)宇航員的睡眠和晝夜節(jié)律，從而促進宇航員的健康。精心設計的打印聚合物組件無縫集成了這些照明功能，不僅保證了環(huán)境的美觀性，還確保了實用性和提供了一個宜居的環(huán)境。

3D打印的艙壁和內部隔板優(yōu)化了空間布局，在緊湊的居住艙尺寸內實現(xiàn)了平衡布局。FLEXHab使用3D打印材料制造關鍵結構部件，因此在必要時可以快速維修或更換，無縫適應不斷變化的太空任務需求。

在內部，3D打印元素的集成創(chuàng)造出多功能空間，以滿足長期任務的各種需求。廚房區(qū)設計為主要的娛樂和用餐空間，配備Alcantara純素麂皮座椅和可折疊的餐桌，這些餐桌可以整齊地收起，將該區(qū)域轉換為配備存放設施的健身空間。

△內部設計采用多種3D打印模塊化結構件

先進且適應性強的訓練基地

FLEXHab的實驗室區(qū)域配備了可調節(jié)高度的桌子，并預留了專門空間用于未來國際標準有效載荷架（ISPR）模塊，從而為適應不斷變化的研究需求提供了靈活性。桌子和存儲解決方案的關鍵組件采用3D打印技術制造，不僅減輕了重量，還增強了空間的適應性。

FLEXHab的氣閘艙具有雙重用途：它為棲息地提供了一個安全、密封的出入口，同時也是一個衛(wèi)生區(qū)。氣閘艙設計為一個“濕室”，包括可清洗的表面和宇航服端口，可高效管理艙外活動宇航服，利用3D打印組件，在高使用率區(qū)域實現(xiàn)耐用性和易于維護。

△3D打印組件在特定環(huán)境下易于維修

FLEXHab系統(tǒng)的核心是ODIN，一種先進的操作系統(tǒng)，它連接所有設備并管理與上游任務控制中心的通信。ODIN為機組人員提供了可定制的數(shù)據(jù)儀表板、環(huán)境監(jiān)控以及對棲息地狀況的實時顯示。通過3D打印技術實現(xiàn)的個性化控制面板和交互點，訓練基地為宇航員提供了一個直觀且可定制的用戶體驗，從而優(yōu)化了他們的生活和工作環(huán)境。

3D打印航天棲息地內部設計的優(yōu)化，不僅提升了機組人員的居住體驗，還確保了任務執(zhí)行過程中的高效性和可靠性。這一突破性的設計和制造方法，為未來的太空棲息地建設樹立了新的標桿。