太空的案例
日本測試微型太空電梯 未來太空旅行將一鍵直達
長久以來人們對太空的向往和探索只能依賴于火箭這種運輸工具，不過因為火箭耗資龐大，結構復雜，還伴有相當大的風險性，科幻界早就就夢想能有一種更有效的載人運載工具的出現——太空電梯似乎是一個不錯的選擇，俄羅斯科學家早在1895年就提出過類似設想，不過這顯然超出了當時的技術能力，但是人們一直沒有放棄向這一方向努力。
最近據法新社報道，日本靜岡大學研究員正在準備本月進行太空電梯迷你模型的首次太空測試，如果成功那么將是對這一概念的巨大實質性推進。“太空電梯”，是一種低成本火箭替代品，可以運送宇航員和貨物抵達地球上空的軌道空間站。
NASA馬歇爾高級項目辦公室David Smitherman解釋稱，理論上說，太空電梯，需要用一組電纜將地球與空間站進行連接，選址地點應該在赤道附近，那里比較少遭受颶風襲擊，這一龐大的系統中心需要位于地球靜止軌道，大約在赤道上空22236英里。而電纜本身需要固定在地球靜止軌道以外的靜止質量上，保持緊繃狀態，以此將能夠允許電磁車輛進行上下移動，完成向太空運輸的過程，其運營費用將會大大低于火箭。
據日本每日新聞報道，研究團隊表示可以使用比鋼強20倍以上的碳納米管技術，在地球上空建造一個96000公里長的電梯井道。這也是首次在太空環境進行太空電梯測試。
據悉，日本6年前提出太空電梯建造構想，當時日本大林組株式會社(Obayashi Corporation)提出一種電動太空電梯設計，能夠一次性將30名乘客運送至太空，太空電梯項目可能耗資達到900億美元(10萬億日元)。
本月進行的太空實驗采用太空電梯的迷你模型，研究人員旨在太空環境下電力移動一個“電梯車”，本質上它是一個較小的容器，沿著一條10米長的線纜在兩個微型衛星之間移動。
展開 3D打印走進太空，揭開了人類“太空制造”“自給自足”的序幕
不久前在國際空間站，俄羅斯宇航員利用3D打印技術制造出了老鼠甲狀腺，這是人類首次在太空打印生物器官。在太空工作生活并不容易，經常出現物資匱乏情況。依賴地球“補給”制約著人類向深空探索。2014年，美國向國際空間站運送了世界首臺太空3D打印機，先后打印出一系列太空專用零部件，揭開了人類“太空制造”“自給自足”的序幕。
一般來說，當國際空間站內缺少某種工具或部件時，宇航員們就得花上數周甚至數月等待地面送來物資補給。有了太空3D打印機，技術人員在地球上設定出物品的制造程序，然后用電子郵件發送至國際空間站，整個過程耗時不到一周，而實際打印時間只有約4小時。
除了時間成本，太空3D打印所節約的運輸成本同樣可觀。空間站、基地或復雜航天器的系統由許多部分組成。盡管在建造時就力求可靠，但仍然面臨著零件損壞、系統升級等問題。如果攜帶大量預制零件進入太空，就會大大增加高昂的發射費用。如采用太空3D打印技術，只需將原材料和輕型打印機帶入太空，從而就地制造所需零部件，最大限度減少發射重量并提高工作效率。未來，當人類能夠從其他星球表面開采原材料時，還能在太空建立“零件工廠”，進一步減輕航天器的發射重量，節約空間。
3D打印技術在太空的操作環境與地球大不相同，技術難度也不一。在地球上，依靠重力，3D打印機擠出的加熱塑料、金屬或其他材料能自然地沉積，一層一層打印出三維物體。而在太空零重力條件下，需要使用以給定速率旋轉的離心機來確保材料沉積到位，或者修改3D打印的過程來使設備平穩運行。不過，原本基于地球的3D打印技術更容易適應有著微重力環境的月球和火星。
3D打印技術的“升空”還面臨著人手不足的問題。在缺少太空人員甚至無人監督的情況下，制作、提取、運送、安裝等整個打印過程，都需要借助高度自動化甚至全自動化的機器人來完成系統操作和協調工作。
展開 維珍銀河CEO成公司首位太空旅客：布蘭森圓夢太空
（原標題：維珍銀河CEO成公司首位太空旅客：布蘭森圓夢太空）
維珍銀河所用的飛船
維珍銀河的員工肯定難以想到，第一個被他們送上太空的旅客，會是公司創始人理查德·布蘭森。10月9日，英國億萬富翁企業家理查德·布蘭森表示，離維珍銀河開啟第一次太空旅行僅有一步之遙，這次票價大約在25萬美元。在一眾癡迷于太空旅游的CEO中，布蘭森或許要拔得頭籌了。
“我們應該會在數周之內開啟太空旅行，而不是幾個月的時間內。之后，我們就會進入太空，我本人也會在幾個月后前往太空。”這位維珍集團創始人兼CEO在周二接受采訪時表示。
每天打四次網球、騎車提升體能，并接受了離心機訓練等一系列宇航員訓練，以讓自己身體適應太空環境。這是理查德·布蘭森本人為太空旅游所做的充分準備。對此，維珍銀河的員工可能會感到莫名的壓力，畢竟第一位客戶就是公司老板。
今年以來，維珍銀河多次測試的成功，可能給了布蘭森第一個吃螃蟹的勇氣。今年4月，成功測試太空飛船的火箭動力，“宇宙飛船二號”（SpaceShip Two）發射平臺在高空完成了VSS Unity飛船的部署，引擎點火30秒時間，速度達到1.5倍音速；5月底完成第二次火箭動力飛行；7月成功完成第三次測試飛行。
成功的背后是過往失敗的慘痛教訓。2014年，維珍銀河的載人飛船項目曾遇到了一次重大打擊。在一次“SpaceShip?Two”的測試飛行中，由于駕駛員過早調節飛船尾翼，造成尾翼損壞，引擎發生爆炸，飛船從5萬英尺高空墜落至加州沙漠，造成1死1傷。此后，維珍銀河痛定思痛，重新設計了許多部件。
作為致力于商業太空旅游的民營企業，維珍銀河與SpaceX、藍色起源等類似，爭先恐后想把游客引入太空。布蘭森本人，也跟貝佐斯、馬斯克一樣，在航空領域齊頭并進。馬斯克剛剛于9月宣布了SpaceX的第一位太空繞月旅客，是來自日本的“朋克土豪”前沢友作。
展開 揭秘美國太空信息戰技術裝備水平與發展狀況
引言
進入新世紀以來，太空信息化的趨勢愈來愈引起國際社會的廣泛關注和重視。太空技術和信息技術的空前發展，使得人們在看到太空信息時代美好前景的同時，也感受到了太空軍事化的巨大壓力。太空軍事化進程不斷加快，世界一些軍事強國紛紛加快太空武器裝備，尤其是太空信息化裝備的研發與應用進程，以奪取軍事上的“制天權”先機。作為世界軍事強國的美國，2019年將美國空軍太空司令部獨立出來成立了一個新軍種——美國太空軍(Space Force)，保護其太空利益，加強太空作戰的能力。
一、起源
美國是世界上較早開展航天活動的國家，20世紀初，R.H.戈達德開始研究和試驗固體火箭。在1957年前蘇聯發射成功第一顆人造地球衛星之后，1958年美國也發射成功其第一顆人造衛星“探險者”1號。之后航空航天技術不斷發展，并且主要在軍事領域廣泛應用，軍用衛星、宇宙飛船、航天飛機、空間站等太空飛行器相繼升空，方便了人類利用太空資源，同時也為空間大國的太空軍事斗爭開啟了方便之門，促進了太空戰爭的到來。而太空戰的發展，又為太空信息戰的發展奠定了物質基礎。
早在第一顆人造地球衛星發射之前，20世紀50年代末，美軍就提出了太空作戰思想，尤其在前蘇聯第一顆人造地球衛星上天后，美國總統肯尼迪就大聲疾呼：“誰能控制空間，誰就能控制地球。”由此圍繞軍用衛星系統和載人航天技術，美、蘇兩國迅速展開了軍備競賽并相繼進行了空間攻防武器技術試驗。
20世紀90年代，美軍對太空作戰理論進行了全面系統的闡述，明確了太空作戰力量的特點、擔負的作戰任務及作戰行動的樣式等內容，美軍太空作戰理論由此正式確立，并隨之進入發展和完善階段。
展開 
"美國太空霸主地位被中國挑戰"
《印度斯坦時報》也在17日報道中稱，這是中國建立太空強國的又一項雄心勃勃的計劃。
“今日俄羅斯”報道截圖
中國在航天領域新的歷史性時刻，也讓外媒“擔憂”起中美兩國在太空領域的競爭。比如日本共同社就寫道，中國計劃在未來十年打造“太空強國”，此次航天任務正服務于這一目標。“隨著中國近年來穩步推進太空發展項目，人們越來越擔心中美在該領域的競爭將會加劇。”
英國廣播公司（BBC）認為，正是西方國家的技術封鎖，導致中國在太空領域投入了大量的資金，“中國毫不掩飾自己的太空雄心”。
日本共同社（上）、英國BBC（下）報道
美國曾以政治、資金、技術等方面緣由，將中國排除在國際空間站項目之外。2011年，美國又通過了旨在禁止中美兩國航天合作的“沃爾夫條款”，封死了中國參與國際空間站合作的道路。
美國有線電視新聞網（CNN）在形容“中國成功將三名航天員送入太空，向完成新空間站建設又邁進了一步”的同時，也注意到了中國航天的飛速進展，以及在國際航天領域開展合作的積極態度，也特別提到了美國。
報道指出，中國之所以制訂了建造空間站的長期規劃，正是因為美國基于政治因素阻撓中國進入國際空間站（ISS）。
然而，這并未阻撓中國航天的發展步伐。
CNN寫道，隨著國際空間站項目資金將盡，俄羅斯也計劃自2025年起退出國際空間站，國家太空合作的空前時代似乎就要結束了。但就在這樣的情形下，中國的太空計劃在過去10年進展迅速——僅在過去7個月里，中國就成功將探測器分別送上了月球和火星。此外，中方也表達了未來在空間站項目上開展國際合作的意愿。
CNN援引中國載人航天工程總設計師周建平17日的話說，盡管中國空間站現階段暫不考慮外國航天員參與，但建成之后“一定”歡迎外國的航天員和科學家。
展開 超強太空級3D打印材料Z-PEEK
3D打印技術還在其他方面對太空探索做出貢獻：上海復志Raise3D為SpaceX火箭回收再發射提速；ICON為美國阿爾忒彌斯登月計劃學生建造3D打印火箭發射臺。為加速3D打印在太空中的應用，各個國家正在積極部署、開發新型太空工業級3D打印系統。例如，英國太空發射公司Orbex委托AMCM建造歐洲最大SLM 3D打印機，歐洲航天局ESA與德國航空航天公司OHB和Azimut Space、愛爾蘭共和國阿斯隆技術學院以及葡萄牙3D打印機提供商BEEVERYCREATIVE積極開發無限尺寸FFF高溫3D打印機。而太空3D打印制造公司Redwire也隨著發展浪潮在紐交所SPAC上市。南極熊相信，3D打印技術在未來會更加深入航空航天領域，為人類的太空事業做出貢獻。
參考資料
1. Z-PEEK: Space-Grade 3D Printing Filament
2. 3D打印推動太空探索的成本下降，將成為人類走向太空的一大利器
3. NASA將會使用大型3D打印技術來制造未來的火箭發動機
4. EOS支持德州大學學生參加太空挑戰賽，3D打印火箭發動機組件
5. 完成熱火測試！3D打印火箭發動機有望飛向太空，AerojetRocketdyne
6. 上海復志Raise3D為SpaceX火箭回收再發射提速
7. ICON為美國阿爾忒彌斯登月計劃學生建造3D打印火箭發射臺
8. 打印火箭！英國太空發射公司Orbex委托AMCM建造歐洲最大SLM 3D打印機
9. 太空制造：無限尺寸高溫FFF 3D打印機，歐洲航天局資助
10. 太空3D打印制造公司Redwire將借殼在紐交所上市
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展開 48年過去了 如今的東方紅一號是太空垃圾嗎？
48年前，“東方紅太陽升……”的歌聲由衛星傳遍世界，這段歌聲是東方紅一號衛星從太空傳回地球的。
提到東方紅一號，相信每個中國人都不會感到陌生，它不僅是一顆人造衛星，更凝聚著厚重的民族精神。自從1970年4月24日成功發射以來，東方紅一號已經在太空遨游了48年，據估計它至少還將繼續運行數百年。
東方紅一號衛星，圖自網絡
但你們可能想不到，東方紅一號的設計壽命其實只有20天。當然這個20天可不是說20天后衛星就會隕落，而是可以像地球發射信號，傳輸太空資料工作20天。
也就是說早在發射當年的5月14日，東方紅一號就已經耗盡了全部電力，并喪失了全部功能，成了一顆報廢的衛星。
既然如此，東方紅一號是否屬于“太空垃圾”呢？
圖自網絡
要回答這個問題，我們首先需要知道何謂太空垃圾。
在人們的印象中，“垃圾”一詞含有貶義，其實太空垃圾還有個專業的稱呼——空間碎片。
圖自網絡
我們知道，衛星、飛船等航天器都是需要借助運載火箭上天的，當運載火箭將航天器送入太空并實現星箭分離后，火箭的剩余部分就被留在了太空中，這是太空垃圾的來源之一。
太空垃圾最主要的來源則是航天器的在軌破碎（約占太空垃圾總量的一半），當航天器在軌爆炸或碰撞，便會產生大量碎片。
這方面的著名案例如我國在2007年初進行的反衛星導彈試驗，當時成功擊毀了已經報廢的“風云1C”氣象衛星，產生的碎片中大于1厘米的有3萬余塊，而大于1毫米的則多達上百萬塊，是產生太空垃圾數量最大的單次事件。
此外，航天器表面脫落的材料和油漆斑塊、逸漏出的固體和液體材料，甚至宇航員的排泄物，也都會成為太空垃圾。
“風云1C”被擊毀一個月后的碎片運行軌道面，圖自wikipedia
太空垃圾在太空中是以宇宙速度高速運行的，這無疑給宇航員和航天器帶來了嚴重的安全隱患。
展開 維珍銀河重新開放太空船票售賣，包豪華食宿
維珍銀河去年將其創始人理查德·布蘭森送上了太空，讓我們見證了新太空時代的曙光，現在它終于重新開始向公眾售賣太空船票，票價為45萬美元。
通往太空的大門向我們所有人打開
以前，只有候選名單上的人才能購買船票，但現在是向所有人開放的。
2021年7月，維珍銀河創始人乘坐自己飛船進入太空，右三為理查德·布蘭森
維珍銀河成立于2004年，在去年七月備受矚目的億萬富翁太空競賽中，理查德·布蘭森擊敗了藍色起源創始人杰夫·貝索斯。但在那之后，維珍銀河沒有再送乘客進入過太空，這遠遠落后于其競爭對手——藍色起源和SpaceX。由于藍色起源和SpaceX都尚未透露其確切的票價，與它們相比，維珍銀河的票價要更加透明。
維珍銀河的太空之旅
維珍航空的太空飛行從位于美國新墨西哥州的太空港發射升空，并承諾在起飛前的幾天訓練期間提供豪華住宿等便利設施。一架巨大的艦載機水平起飛，進入高空，并投下一架火箭動力的太空飛機，該太空飛機以3馬赫的速度翱翔到太空中，然后滑翔回地球。總行程時間約為90分鐘，乘客將在太空飛機的機艙內體驗幾分鐘的失重，從那里他們還可以通過17個窗戶觀察地球風光。
船票價格已公布，讓我們一起努力賺錢吧，相信未來的太空會有我們的身影。
展開 探索太空天氣的起源 - 用 Wolfram 技術重現太空宇宙的驟變
這次爆炸是由看不見的太陽耀斑引發的，將大量太陽物質拋入太空，即日冕物質拋射（CME）。
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幾天后的 7 月 28 日，太陽釋放了一次非常上鏡的太陽耀斑:
上述動畫使用 SolarImage Wolfram 函數存儲庫 (WFR) 項目，可以輕松可視化這些爆炸以及觸發我們在地球上經歷的太空天氣的其他太陽事件。
在上面的動畫中，太陽表面被 SOHO 航天器上的掩模遮擋，以便可以觀察到較暗的日冕區域。雖然從動畫中看不出來，但大部分物質是從地球對面噴射出來的，因此預計不會產生重大的地球效應。
盡管地球不在這一事件影響的視線范圍內，但從地球的角度來看，歐洲的太陽軌道飛行器位于太陽的另一側。地球和太陽軌道器的相對位置可以使用另一個 WFR 看到。太陽軌道飛行器在事件發生 32 小時后檢測到了該事件。
巴士底日事件 (Bastille Day Event)
SpaceWeatherData WFR 已經推出一段時間了，它使我們能夠探索太空天氣的定量影響。
展開 太空采礦競賽袖珍小國也能領先？這個國家做到了
盡管進吸引了大量投資，但太空采礦行業同時也凸顯出了模糊的法律陷阱。
圖3：維珍銀河公司(Virgin Galactic)希望從它的“白騎士”(White Knight)飛機上發射宇宙飛船，現在正與盧森堡合作
盧森堡律師事務所Allen and Overy發布的一項研究發現：“國際太空法案是否允許某個國家授權在太空中提取自然資源，目前還不清楚。”美國于2015年批準了世界上第一部太空采礦法，但遭到俄羅斯等國反對。為了理解太空法案的模糊性，我們必須追溯到1967年的《外層空間條約》(OST)，這是冷戰時期的簽署的協議，禁止各國私自占有天體。
從本質上講，太空被視為人類共同土地。由105個國家簽署的OST，對發展太空軍事技術進行限制。為了建立特朗普總統最近鼓吹的太空部隊，美國將不得不退出OST，這進一步孤立了美國。但OST明顯忽視了對資源所有權的關注，這是美國和盧森堡為太空采礦制定法律框架的遺漏之處。阿聯酋最近簽署了一項協議，學習盧森堡的法律技巧。
澤納斯表示:“盧森堡關于探索和使用太空資源的法律解決了這個問題，并在國家層面上明確了這一點，作為利用太空資源活動的第一步。盧森堡的法律沒有為任何國家占有天體鋪平道路，法律框架只涉及到解決太空資源的所有權問題，該法律框架還規定了授權和任務監督的條例。”
盧森堡的面積較小，但這可能有助于它在新的“太空淘金”項目中占據領先地位。總部位于美國Deep Space Industries將歐洲總部設在盧森堡，其首席執行官比爾·米勒(Bill Miller)表示:“與美國一起，盧森堡已被證明是個有遠見的國家，它們的成功將使私營企業能夠開展深入的太空任務。”
這場爭論可能在一段時間內不會達到狂熱的程度：太空采礦公司有個習慣，就是宣揚過于雄心勃勃的發射計劃。
展開 美國推動太空軍事化 人工智能會成為“幫兇”嗎？
日前，據美媒報道，美國副總統彭斯聲稱，為了確保該國在太空的主導地位，將著手組建一個新的軍種，即“太空軍”。據悉，美國政府計劃在2020年完成“太空軍”的組建工作。專家分析認為，美國此舉意在推動太空軍事化，重新打造“星球大戰”，以此實現“統治太空”、維護全球霸權的目的。
眾所周知，近些年來，隨著人工智能的快速發展，其在軍事領域的應用就一直備受關注，不少科技大咖和普通民眾都對人工智能軍事化表示擔憂或反對。而現在，美國或將掀起新一輪的太空軍事競賽，人工智能軍事化趨勢是否也將蔓延到太空領域呢？
實際上，從目前的情況來看，人工智能技術與軍事領域的融合還處于初級階段，即便是在常規軍種中的應用也遠未成熟。眼下，雖然人工智能已經積極涉入太空領域，但是其主要應用方向都在民用領域，短時間內這一趨勢應當不會改變。
那么，人工智能能夠為人類的太空探索夢想帶來哪些助益呢？面對浩瀚的宇宙，人工智能不僅能夠協助人類展開太空活動，而且也能夠幫助地球上的科學家分析海量天文數據等，可謂應用廣泛。
擔任空間站助手
漂浮在太空的空間站是人類在太空最初的“領地”，是人類進行各項太空實驗與研究的重要場所。一直以來，由于各種因素，空間站能夠容納、實際承載的人類航空員都人數有限。很多時候，每個航天員都需要承擔多項任務，例如觀測、研究、維護等。
這樣一來，航天員既要面臨著不小的工作壓力，而且還有可能要面對潛在的危險。
展開 
杰夫·貝索斯成功完成太空旅行！維珍銀河、藍色起源、SpaceX形成三足鼎立新局面！
在德克薩斯州西部大沙漠風景如畫的黎明天空之下，這位57歲的亞馬遜前CEO兼太空探索公司藍色起源創始人完成了一次浪漫的太空旅行，他稱其為“藍色起源邁出的一大步”，此時，距阿姆斯特朗邁出那一小步已經整整52年了。
杰夫·貝索斯在檢查著陸板上的助推器
讓全世界都認識藍色起源
美國東部時間7月20日9:12（北京時間7月20日21:12），在發動機的轟鳴聲中，新謝潑德號火箭騰空而起。火箭上的乘客包括杰夫·貝索斯和他的兄弟馬克·貝索斯、18 歲的荷蘭高中畢業生奧利弗·戴曼，他的父親為他購買了船票，還有沃利·芬克，一位82歲的飛行員，她曾在20世紀60年代接受過宇航員訓練，但最終因為女性身份而被剝奪前往太空的機會。
藍色起源第一次載人飛行的全體機組成員
整個發射和飛行過程都沒有飛行員，全程自主操控，共持續11分鐘。這次飛行比以往任何商業太空飛行都走得更遠，太空艙于美國東部時間9:16飛越卡門線（地球大氣層和外層空間的邊界，海拔約100公里）。進入太空后，機組人員經歷了幾分鐘的失重，然后開始下降返回地球，并于美國東部時間9:22平穩著陸。
新謝潑德火箭在升空途中
私人太空探索三足鼎立
7月11日，理查德·布蘭森剛剛乘坐他創辦的維珍銀河的太空飛機完成太空旅行，杰夫·貝索斯就緊隨其后成為第二位訪問太空邊緣并進行微重力翻跟頭的億萬富翁。這兩次旅程讓這個月充滿了太空的味道，激發了我們的驚奇和敬畏，也讓我們認識到，除了SpaceX外，還有兩家私人太空探索公司也能把人送入太空。億萬富翁們都在試圖克服地心引力，把競爭轉移到太空上，私人太空探索三足鼎立的新格局正在形成！
展開 “太空蜜蜂殺手”：可能是地球上最神奇的工作
經過60年的太空探索，近地軌道已經成為一個擁擠的地方。European
Space
Agency的最新數據表明近地軌道有大約1200顆正在運行的衛星，4300顆已經報廢的衛星，以及23000塊碎片。發生碰撞后會有更多的懸浮垃圾。
宇宙飛船系統工程師Erik
Kulu運行的一個綜合數據庫顯示，截至今年4月，軌道上共有589顆納米衛星，質量在1公斤至10公斤之間。以后衛星還會越來越多。像SpaceX這樣的商業公司想要發射數百甚至數千顆納米衛星，將互聯網接入到目前網絡服務不足的地方——正如Swarm想做的那樣。
Rand說，“Swarm公司太操之過急了， Lockheed Martin公司目前正在建造一套雷達系統，使當前的監管網絡能夠追蹤更小的物體，該項目預計在今年年底完成。Swarm公司其實只要再有點耐心，也許也就不用這么狼狽了。”
要把沒用的衛星從軌道上清除掉目前還無計可施。致力于開發太空垃圾清理技術的創業公司方興未艾。而Swarm公司提供給FCC的信息顯示，“太空蜜蜂”擁有足夠的電池能量，可以持續運行長達10年。它們可能會在那之前回到地球——因為這些衛星沒有推進系統，所以無法逃離地球引力。Swarm公司表示這些衛星將在8年內重新進入地球大氣層并解體。
Coletta和Chapman打算一直追蹤“太空蜜蜂”。他們知道太空蜜蜂在哪里，什么時候會飛過他們的頭頂。他們可以將天線指向衛星的方向然后追蹤。
當我詢問FCC的發言人Grace關于 Coletta探測到的信號的事情，他說FCC會調查。Swarm公司雖然知道信號是不是來自衛星，但它是不會說的。
除了發出神秘的信號，這些“太空蜜蜂”自發射以來一直在安靜地繞著軌道運行。如果FCC收拾Swarm公司，它可能會啟動“太空蜜蜂”并發聲。
展開 太空探索需要增材制造的6個原因
在太空中使用3D打印作為生產過程的能力將有助于緩解備件帶來的供應鏈和庫存挑戰；在原地打印這些部件可以減少浪費并簡化物流。太空制造 "成功地展示了在太空中用零重力打印機進行聚合物的3D打印，這是2014年在國際空間站上使用的擠出式3D打印機。最近的項目集中于其他材料的3D打印，如陶瓷和金屬，甚至使用結合3D打印和數控加工的混合系統。能夠在太空中3D打印工具、替換零件等，將是實現更長時間的太空任務和潛在的進一步探索的關鍵。
△扳手是2014年在國際空間站上根據從地球發送的設計文件3D打印的。其他工具和備件將來也可以在太空中制造。圖片來源：美國國家航空航天局
4. 為地球制造產品
有令人信服的理由利用增材制造進行在軌制造（IOM），以制造今天在地球上難以或無法制造的物品。Curtis-Rouse描述了為洋底電纜生產光纖的挑戰；雖然在地球上可以生產這些光纖，但它們的長度是有限的，而且冷卻速度會產生氣泡，從而帶來延遲。當在微重力下生產時，光學器件幾乎是半透明的，可以很容易地使其變長。其他行業，如半導體和藥品，也可以從微重力下的生產中受益。掌握微重力下3D打印的力學原理，可以擴大增材制造的能力，使其用于這些應用；某些挑戰，如對支撐結構的需求，甚至可能通過在軌道上打印而得到解決。
5. 建造棲息地和基礎設施
NASA的Artemis任務最終將在月球表面建立一個基地，其中除了棲息地和后來的生產設施，如溫室、煉油廠和發電廠，還包括發射臺和道路等基礎設施。3D打印將是該建筑的一部分。由于將建筑材料運送到太空的成本很高，從月球到火星的行星自主建造技術或MMPACT項目（克林頓是該項目的主要研究者）正在探索使用月球的泥灰作為建筑材料，結合來自地球的粘合劑，對這些結構進行3D打印。
展開 HyperWorks助力太空載人艙水上安全著陸
ThomasK.MattinglyII（前登月宇航員）
Planning&Analysis公司太空事業部總監
解決方案
NASA制造了一個全尺寸的太空艙實物樣機以完成物理測試。太空艙主要是由鋼鐵及一些加強材料制成，因此被視 為剛體來分析。太空艙鋼結構裝備著各種數據采集設備，如加速度計、應變儀、慣性測量單元(IMU)和壓力傳感器等。攝影測量裝置也放置在外表面，用來準確地測量太空艙的運行軌跡，高速攝像機置于關鍵位置。
在一個平靜的淡水深湖中，NESC進行了60多次不同撞擊角度和撞擊速度下的物理試驗，并將試驗數據提供給仿真團隊用于對有限元模型的校對及相關性分析。
“我們意識到合理的網格尺寸和疏密比率是建模的關鍵，這將決定模型計算結果與物理試驗結果的匹配程度。”NESC太空艙水上著陸仿真團隊成員及AltairProductDesign工程經理MaheshPatel說，“我們使用HyperMesh把太空 艙結構建模成一個剛體。”
AltairProductDesign把加速度計置于虛擬模型中，用于復制物理試驗所得的加速度值。為了匹配著陸試驗的條件，模型定義了25英尺的水深和13英尺的空氣高度。根據物理試驗數據改變輸入參數調整模型，發現對加速度值進行對標是最可靠的。
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