科技日报记者 刘霞

科学家早已经发明，地球轨道上的微重力情况可以或许孕育出比地面更优质的产物，这一发明催生了太空制造这一前沿观点。跟着火箭发射成本连续降落，加之制造技能日月牙异的成长，太空制造业的星星之火行将出现燎原之势。

美国《连线》杂志描绘了如许一幅图景：太空制造正成为摸索宇宙与工业出产相联合的厘革性范畴，或者将完全改写人类于太空中的出产方式与资源使用模式。

据猜测，到2035年，太空制造业将达千亿美元产值。于这个怪异的太空工场里，人类有望制造出纯度更高的光纤、更完善的半导体晶体，以和更有用的抗癌药物。

新质料及生物医学的自然工场

《新世界百科全书》将太空制造界说为：于地球之外的非凡情况（如微重力或者强真空前提）下出产零部件或者质料的历程。

美海内华达年夜学里诺分校机械工程系的普拉迪普·梅内塞斯等人于《制造及质料处置惩罚》杂志上撰文指出，太空制造可降低发射成本。于太空直接制造零部件，可年夜幅削减从地球输送完备布局的承担，从而减轻火箭的有用载荷，节省了昂扬的发射用度。别的，太空制造可按需制造、削减依靠。宇航员可于太空现场制造东西、改换零件，而没必要彻底依靠预先携带的备件。这不仅缩短了装备维修的等候时间，还有晋升了使命的矫捷性。并且，经由过程收受接管质料、使用月球泥土（风化层）、火星灰尘甚至太空碎片，人类可以当场取材，削减对于地球补给的依靠，鞭策可连续的太空摸索。

太空的微重力情况也为出产地球上难以实现的高纯度质料提供了抱负前提。2024年《天然·质料》杂志报导，国际空间站出产的ZBLAN光纤机能远超传统二氧化硅光纤，有望用在高速通讯及军事探测。美国加州理工学院团队发明，太空制造的半导体晶体缺陷率降低了85%以上，为下一代芯片技能斥地新可能。本年1月，中国科学家公布于天宫空间站上制造出一款冲破性金属合金，机能优在地球同类产物。

英国Space Forge公司首席履行官约书亚·威斯特恩指出，太空制造的晶体不仅合用在半导体，还有可能催生更高效的药物。

据美国太空网报导，瓦尔达航空工业公司的W-1太空制造舱已经在本年2月返回地球，其携带有怪异的有用载荷——利托那韦的晶体。这类卵白酶按捺剂不仅能延缓艾滋病病毒扩散，更是新冠医治的主要药物。该公司暗示，此类产物的市场潜力及康健益处“不成估量”。

太空还有是3D打印人体器官的最好所在：于微重力前提下造就的细胞不会形成二维层，且能于没有支架的环境下连结抱负外形。2019年，国际空间站部署了全世界首台太空生物3D打印机，可制造繁杂的人体构造。

自立及呆板人制造体系潜力巨年夜

自立化与呆板人制造这些尖端体系，可以或许直接于外太空制造各种零部件并完成总体装置，实现从航天器构件、专用东西到太阳能装备等基础物质的太空当地化出产。以往受限在运载尺寸而没法总体运输的超年夜型构件，如今可以于太空直接制造，为月球基地设置装备摆设、火星驻留使命以和深空摸索提供了要害支撑。

现代自立制造体系揭示出使人赞叹的智能化程度：从质料优选、布局设计到制品制造与质量检测，整个出产流程无需人工干涉干与。智能质量监控体系经由过程图象辨认与机械臂协同，能及时捕获3D打印历程中的压痕变形、层间错位等缺陷，并当即举行太空原位修复。这类“自诊断—自修复”能力不仅年夜幅降低质料损耗，更防止了将妨碍部件运回地球的昂扬价钱。

美国国度航空航天局研发的自立可重构太空装置体系可谓太空呆板人制造范例。这些看似小巧的呆板人犹如太空“乐高峻师”，能协作组装出天线阵列、栖身舱以致完备的太空港举措措施。这类立异方式完善解决了年夜型太空布局的地面运输难题。

跟着技能演进，这些智能制造体系势必成为人类开拓太空的患上力伙伴，重塑于地球以外立异求存的成长范式。

降低成本乃当务之急

太空制造仍面对不少亟待解决的难题。

《连线》杂志指出，首当其冲的是怎样经济高效地将装备送入太空，并将制品运回地球。使人惊喜的是，SpaceX的猎鹰9号火箭已经年夜幅降低了太空运输成本，而Space Forge与瓦尔达航空工业公司正于研发可返回地球的无人太空舱，为太空制造铺就门路，后者业已经履行两次使命展示了其太空舱的运输能力。

微重力情况也似双刃剑。它既付与质料新特征，也带来诸多挑战，如熔融金属难以匀称凝集、流领会自觉形成球状、传统焊接与3D打印工艺面对重构。更棘手的是太空废物治理，好比漂浮的金属碎屑可能危和装备与宇航员安全。此外，太空真空情况既延缓金属氧化，又会致使某些塑料脆化解体。

宇宙辐射则是另外一道难关。掉去地球磁场的呵护，连续的高能粒子轰击会加快质料老化，致使金属变脆、聚合物降解、电子元件掉灵。若要构建永世性太空基地，东西、产物甚至栖息地的设计必需可以或许耐受永劫间辐射，从而保障太空功课的安全性及功效性，并确保生命维持体系数十年如一日不变运行。

只管前路漫漫，但每一项技能冲破都于助力人类叩开太空工业化的年夜门。