火星塵埃的一種可能 用3D打印來為太空旅行“續(xù)航”
2022-11-09 17:24:27 admin
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】人類對(duì)于未知的事物常常會(huì)懷揣好奇去探索，而宇宙的遼闊與神秘，足以吸引一代代的人為之著迷。伴隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步人類早已開始向太空“邁出”腳步，而縱觀近幾年的技術(shù)成果，宇航員“涉足”月球的同時(shí)，探測(cè)器也成功的登陸到火星。
毋容置疑，人類在探索宇宙的道路上，收獲的成績(jī)是可觀的，背后涉及的技術(shù)也是偉大的，但是即便如此，對(duì)于無邊無際的宇宙來說，人類所了解的宇宙面貌不過是滄海一粟。并且我們也需要承認(rèn)，在現(xiàn)有的技術(shù)下，即便是了解周圍的星球，我們都還有很多的路要走。
那么現(xiàn)階段限制人類探索宇宙的難題有哪些呢？能源和材料是關(guān)鍵。火箭和航天器是人類涉足宇宙的重要工具，而火箭的發(fā)射需要消耗大量的能源，并且在這個(gè)過程中，火箭部件屬于消耗品，因此能源和材料其實(shí)直接限制探索宇宙的“距離”。換言之，如果解決了能源和材料供給問題，那么理論上我們就可以將航天器送到更遙遠(yuǎn)的地方去。
但我們也清楚，這并非一件易事，一方面，由于我們對(duì)宇宙的了解還不夠透徹，哪里可以補(bǔ)充能源，哪里可以尋得材料我們并不熟悉；另一方面，從材料到部件，這個(gè)加工過程需要儀器設(shè)備的幫助，如今航天器上寸土寸金，攜帶大量的設(shè)備用于生產(chǎn)火箭部件似乎也是不合邏輯的。
但是最近，一項(xiàng)新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果似乎就材料方面的問題，給出了一個(gè)相對(duì)可行的方案。美國(guó)華盛頓州立大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，將少量模擬碎火星巖石與鈦合金混合后，借助3D打印可以制作出一種更堅(jiān)固、更高性能的材料。這種新材料不但可以用來制造探索火星的工具，還能用來加工火箭部件。這項(xiàng)結(jié)果為未來火星探索以及資源補(bǔ)給提供了新的思路，也為后續(xù)太空中的資源補(bǔ)給提供了新的方案。
不過這項(xiàng)技術(shù)同樣存在許多的問題需要解決，例如用于原材料生產(chǎn)的另一個(gè)重要物質(zhì)——鈦合金在宇宙中如何有效獲得是個(gè)問題，再例如加工過程中需要先使用高功率激光器將材料加熱到超過2000攝氏度使它們?nèi)刍@也就導(dǎo)致了如果現(xiàn)在宇宙種應(yīng)用該技術(shù)，就需要提供高功率激光器與運(yùn)行儀器所需要的能源儲(chǔ)備。
好在目前該技術(shù)的研究還處于早期階段，而3D打印作為近幾年的熱門領(lǐng)域，技術(shù)也在不斷的收獲發(fā)展，推著加工技術(shù)的進(jìn)步以及研究的繼續(xù)，未來很有可能可以尋求到更理想的太空材料加工方案，通過使用不同的金屬或3D打印技術(shù)獲得更好的結(jié)果。
毋容置疑，人類在探索宇宙的道路上，收獲的成績(jī)是可觀的，背后涉及的技術(shù)也是偉大的，但是即便如此，對(duì)于無邊無際的宇宙來說，人類所了解的宇宙面貌不過是滄海一粟。并且我們也需要承認(rèn)，在現(xiàn)有的技術(shù)下，即便是了解周圍的星球，我們都還有很多的路要走。
那么現(xiàn)階段限制人類探索宇宙的難題有哪些呢？能源和材料是關(guān)鍵。火箭和航天器是人類涉足宇宙的重要工具，而火箭的發(fā)射需要消耗大量的能源，并且在這個(gè)過程中，火箭部件屬于消耗品，因此能源和材料其實(shí)直接限制探索宇宙的“距離”。換言之，如果解決了能源和材料供給問題，那么理論上我們就可以將航天器送到更遙遠(yuǎn)的地方去。
但我們也清楚，這并非一件易事，一方面，由于我們對(duì)宇宙的了解還不夠透徹，哪里可以補(bǔ)充能源，哪里可以尋得材料我們并不熟悉；另一方面，從材料到部件，這個(gè)加工過程需要儀器設(shè)備的幫助，如今航天器上寸土寸金，攜帶大量的設(shè)備用于生產(chǎn)火箭部件似乎也是不合邏輯的。
但是最近，一項(xiàng)新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果似乎就材料方面的問題，給出了一個(gè)相對(duì)可行的方案。美國(guó)華盛頓州立大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，將少量模擬碎火星巖石與鈦合金混合后，借助3D打印可以制作出一種更堅(jiān)固、更高性能的材料。這種新材料不但可以用來制造探索火星的工具，還能用來加工火箭部件。這項(xiàng)結(jié)果為未來火星探索以及資源補(bǔ)給提供了新的思路，也為后續(xù)太空中的資源補(bǔ)給提供了新的方案。
不過這項(xiàng)技術(shù)同樣存在許多的問題需要解決，例如用于原材料生產(chǎn)的另一個(gè)重要物質(zhì)——鈦合金在宇宙中如何有效獲得是個(gè)問題，再例如加工過程中需要先使用高功率激光器將材料加熱到超過2000攝氏度使它們?nèi)刍@也就導(dǎo)致了如果現(xiàn)在宇宙種應(yīng)用該技術(shù)，就需要提供高功率激光器與運(yùn)行儀器所需要的能源儲(chǔ)備。
好在目前該技術(shù)的研究還處于早期階段，而3D打印作為近幾年的熱門領(lǐng)域，技術(shù)也在不斷的收獲發(fā)展，推著加工技術(shù)的進(jìn)步以及研究的繼續(xù)，未來很有可能可以尋求到更理想的太空材料加工方案，通過使用不同的金屬或3D打印技術(shù)獲得更好的結(jié)果。
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