Orbital Matter 在軌列印樑架,瞄準大型衛星結構
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Orbital Matter 在軌列印樑架,瞄準大型衛星結構

圖片:TechLab 自製資訊圖
TechLab 編輯部(譯)·

波蘭初創 Orbital Matter 表示,旗下 Replicator 2 小型衛星已在軌道真空環境中,以自訂塑膠材料 3D 列印出一條長約半米的剛性圓柱形樑架。公司稱這是自由飛行航天器的首次同類成果;這項「首次」說法暫以公司及報道資料為準,尚未見獨立航天機構的任務核實資料。

示範的重點不只是一條樑架,而是在於改變大型衛星結構的運送方式。現時大型太陽能板、天線或望遠鏡鏡面,通常要先摺疊至火箭整流罩可容納的尺寸,再在軌道展開。這類機械部署本身複雜,亦會限制設計尺寸;若支撐結構可在軌建造,衛星可毋須把所有大型部件預先塞進狹窄的發射空間。

以在軌製造換取更大設計彈性

Replicator 2 今夏隨 SpaceX 共乘任務升空,載有四部 Orbital Matter 的 3D 列印機。系統把樹脂擠出成線圈,再以紫外光固化,形成剛性樑架。公司稱,成功造出的伸展臂亦已部署太陽能陣列。

從工程角度看,這可把限制由「火箭載荷艙可容納多大」部分轉移至「衛星可攜帶多少材料、列印系統是否可靠」。對需要較多供電和散熱能力的未來航天器尤其相關;報道提到,若要支援軌道資料中心等用途,航天器將需要更大規模的發電及向真空排熱能力。

不過,今次仍是早期示範。兩部原定用於部署柔性太陽能陣列的列印機中,有一部因異常而失效。公司指其策略是在軌學習並按需要調整軟件,因此在同一衛星放置多部列印機。這顯示系統已有冗餘設計思路,但同時反映其可靠性尚未經大規模或長期任務驗證。

由半米走向大型結構,仍有多重關卡

樑架長度目前受限於衛星所載樹脂量。Orbital Matter 的工程團隊認為可行長度可達 100 米;這是公司的技術判斷,並非已在軌展示的能力。公司下一項示範任務暫定 2028 年發射,計劃在較大型衛星測試更大列印機,目標部署可產生 5kW 電力的太陽能陣列;其後希望在 2030 年前走向每翼超過 100kW 的部署。

公司正與歐洲太空總署及衛星製造商 Thales Alenia 合作,並表示正與考慮把其列印輔助部署系統用於延伸太陽能板、天線及其他部件的衛星製造商接洽。下一步值得觀察的,是 2028 年任務能否在更大尺度下同時證明列印品質、部署可靠性和發電效益;這些結果將決定在軌製造能否由單次技術示範,走向衛星設計的常規選項。

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