2026年11月4日，初创公司Orbital Matter近日完成了一项在轨测试：利用Replicator-2卫星在太空中通过3D打印，成功制造出一根半米长的刚性梁。公司高管称，这是在轨道上为自由飞行航天器打印这类结构的首次尝试，也是朝着在太空建造大型结构迈出的一步。
Replicator-2与在轨挤出打印
在轨建造航天器结构，有助于解决大型设备难以装入火箭、以及发电与散热能力不足等问题。小型Replicator-2卫星今年夏天搭乘SpaceX拼车任务发射升空，搭载了4台3D打印机。每台打印机都能通过挤出树脂线圈制造刚性圆柱梁，再用紫外线固化树脂，公司将这一过程比作水泥与水的结合。
未来的航天器需要产生更多电力、向太空辐射更多热量，尤其是那些用作轨道数据中心的航天器；它们还必须能装进火箭整流罩的狭小空间。在轨建造设备或许能让解决供电与散热难题变得更容易。
Orbital Matter正与欧洲航天局（ESA）和Thales Alenia合作。Thales Alenia是欧洲领先的卫星制造商，曾与Orbital Matter共同参与Replicator 2项目。目前太空中的大型结构通常会先折叠、再在轨道上展开，例如太阳能阵列或望远镜镜面，如同折纸。在太空制造并组装这些结构很有吸引力，因为展开过程是一项棘手的工程任务。
Orbital Matter首席执行官兼联合创始人Jakub Stojek表示：“Replicator 2首次证明，我们可以直接在太空中建造阵列，尺寸可根据任务需求而定。”
从地面到轨道的经验积累
NASA曾资助在太空建造结构的项目，包括一项与Redwire合作的真空舱3D打印结构梁任务（2023年），但最终未能实施。Orbital Matter的2台打印机原本用于展开柔性太阳能阵列，但一次异常导致其中一台失效；成功制成的支杆仍展开了阵列，证明了概念可行。此前在微重力环境下的3D打印尝试都局限于国际空间站的加压环境。
Orbital Matter首席技术官Robert Ihnatisin告诉TechCrunch：“这就是我们为什么要在这颗卫星上搭载这么多打印机。我们宁愿在轨道上积累经验，并按需调整软件，也不愿在地面上测试每一种可能性、白白耗费多年时间。”
支杆长度受机上携带树脂数量限制。Orbital Matter的工程师认为，制造长达100米的支杆是可行的。SpaceX的Starlink V2卫星是轨道上功率最强的一批量产卫星之一，使用长达20米的太阳能阵列。
Ihnatisin此前曾在3D打印公司Formlabs工作，之后与Stojek于2022年共同创立Orbital Matter。公司完成了300万美元（约合2004万元人民币）种子轮融资。
2028演示任务与PADS
Orbital Matter正筹备另一项演示任务，计划于2028年发射，将测试一台更大版本的打印机并搭载在更大的卫星上，目标是展开太阳能阵列、提供5kW电力。这项任务将成为迈向更大规模部署的“垫脚石”，届时每个翼面可提供100kW或更高功率，目标在2030年前实现。
公司还在与卫星制造商合作，这些制造商正考虑将PADS（打印机辅助展开系统）集成到航天器中，用于展开太阳能板、天线或其它部件。
来源：南极熊
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