近日，中國科學(xué)家的一項突破是利用3D打印技術(shù)在微重力環(huán)境中生長植物，這將有助于確保中中國空間站上的宇航員不必挨餓。萵苣種植雖然不是國家航天計劃的優(yōu)先事項，但是如果一個宇航員沒有適當(dāng)?shù)娘嬍晨赡軙?dǎo)致嚴(yán)重的后果，這將直接影響到他們的表現(xiàn)。而我國希望在2022年建立一個永久空間站，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)的測試環(huán)境。在衛(wèi)星上成功培育萵苣植物是朝著空間站計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月的時間培育，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)星的太空實驗室，在失重的氛圍培養(yǎng)萵苣和開展各種其他實驗。植物生長項目在他們停留的第二天開始。他們建立了一個由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，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)。

植物生長實驗證明是一個巨大的成功，宇航員們對他們的成果和他們?yōu)橹袊沼媱澋奈磥硭龅某兄Z感到滿意。這些萵苣需要進(jìn)行生物測試，以確保它對人類的食用是安全的，在太空實驗室后來的將來可能會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目中發(fā)揮著越來越大的作用，推動著美國、俄羅斯和其他地方的項目的發(fā)展?，F(xiàn)在我國成功種植蔬菜的做法將激勵其他國家組織和私營公司繼續(xù)實施這項技術(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3D打印工藝的傳熱及材料凝固過程的影響規(guī) 律尚未明確，對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)空間單臺設(shè)備功率應(yīng)低于1000W，要滿足3D打印工藝過程及其溫度場控制對能量的需求，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題。同時，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3D打印設(shè)備進(jìn)行重新設(shè)計，使其能夠承受有效載荷發(fā)射時的惡劣工況，且盡可能降低設(shè)備的故障率。

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