近日，中國(guó)科學(xué)家的一項(xiàng)突破是利用3D打印技術(shù)在微重力環(huán)境中生長(zhǎng)植物，這將有助于確保中中國(guó)空間站上的宇航員不必挨餓。萵苣種植雖然不是國(guó)家航天計(jì)劃的優(yōu)先事項(xiàng)，但是如果一個(gè)宇航員沒(méi)有適當(dāng)?shù)娘嬍晨赡軙?huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，這將直接影響到他們的表現(xiàn)。而我國(guó)希望在2022年建立一個(gè)永久空間站，目前的技術(shù)任處在初步階段，包括生命支持設(shè)備和裝置。

天宮2號(hào)衛(wèi)星，這是在去年九月發(fā)身升空的，作為這些技術(shù)的測(cè)試環(huán)境。在衛(wèi)星上成功培育萵苣植物是朝著空間站計(jì)劃的正確方向邁出的重要一步。它不僅是一種健康的食物，而且萵苣植物也需要一個(gè)月的時(shí)間培育，這正好是衛(wèi)星軌道的周期。

宇航員景海鵬和陳東花了30天登上衛(wèi)星的太空實(shí)驗(yàn)室，在失重的氛圍培養(yǎng)萵苣和開展各種其他實(shí)驗(yàn)。植物生長(zhǎng)項(xiàng)目在他們停留的第二天開始。他們建立了一個(gè)由3D打印培養(yǎng)箱組成的生物體系，里面裝滿了蛭石。蛭石是一種吸水性很強(qiáng)的低密度礦物，具有均勻的導(dǎo)濕性。類似于地球上種植植物，這種蛭石在種植萵苣種子前澆水，最后用塑料袋覆蓋。人造光每天照射在種子上14小時(shí)，使光合作用得以進(jìn)行，宇航員用注射器向植物根部注入空氣，以保持氧氣供應(yīng)。

植物生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)證明是一個(gè)巨大的成功，宇航員們對(duì)他們的成果和他們?yōu)橹袊?guó)太空計(jì)劃的未來(lái)所做的承諾感到滿意。這些萵苣需要進(jìn)行生物測(cè)試，以確保它對(duì)人類的食用是安全的，在太空實(shí)驗(yàn)室后來(lái)的將來(lái)可能會(huì)允許宇航員吃他們種植的萵苣。

3D打印在世界各地的空間探索項(xiàng)目中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用，推動(dòng)著美國(guó)、俄羅斯和其他地方的項(xiàng)目的發(fā)展?，F(xiàn)在我國(guó)成功種植蔬菜的做法將激勵(lì)其他國(guó)家組織和私營(yíng)公司繼續(xù)實(shí)施這項(xiàng)技術(shù)，努力向太空移民。

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1、微重力：空間微重力環(huán)境對(duì)3D打印原料形態(tài)、工藝裝備類型提出了新要求，微重力環(huán)境對(duì)3D打印工藝的傳熱及材料凝固過(guò)程的影響規(guī) 律尚未明確，對(duì)3D打印零件性能的影響規(guī)律仍 需進(jìn)一步探索；

2、極端溫度：空間高真空、高太陽(yáng)輻射條下，背陰/照射面溫度變化范圍可達(dá)到- 100? -200 ° C/100 ° C ，極端溫差導(dǎo)致3D打印溫度場(chǎng)的極度不均勻；

3、能源利用：按照空間設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)空間單臺(tái)設(shè)備功率應(yīng)低于1000W，要滿足3D打印工藝過(guò)程及其溫度場(chǎng)控制對(duì)能量的需求，必須采取新的能源利用方式與溫度控制策略；

4、材料:空間3D打印所使用材料應(yīng)滿足質(zhì)、高強(qiáng)度、耐極端溫度、耐空間射線輻射等要求， 甚至還需要高效回收再制造，需解決空間原位材料利用問(wèn)題。同時(shí)，現(xiàn)有地面使用的3D打印裝備質(zhì)量與體積一般較大，能耗較高，很難適應(yīng)空間飛行的需 要，必須在質(zhì)量、體積及能耗等方面對(duì)3D打印設(shè)備進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使其能夠承受有效載荷發(fā)射時(shí)的惡劣工況，且盡可能降低設(shè)備的故障率。

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