當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月22日，美國宇航局（NASA）對(duì)外宣布，成功測(cè)試了一款3D打印的以液態(tài)甲烷為燃料的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵。3D打印允許NASA在制造渦輪泵時(shí)少使用約45%的組件，同時(shí)讓快速設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試兩種不同設(shè)計(jì)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵成為可能。
科學(xué)家們認(rèn)為，液態(tài)甲烷是NASA登陸火星計(jì)劃中航天器的理想發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑。
3D打印，不太可能會(huì)替代大規(guī)模金屬敲擊的生產(chǎn)工藝。但對(duì)于定制應(yīng)用，即使是那些必須完成的超高難度工程要求，3D打印則能出人意料的完成。例如一次性制造機(jī)器零部件，其中復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，通過3D打印能更容易完成，同時(shí)對(duì)材料的浪費(fèi)也更少。
“這讓我們能看到測(cè)試數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)來修正部件或測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，迅速改變生產(chǎn)再返回來測(cè)試?！必?fù)責(zé)本次測(cè)試的馬歇爾太空飛行中心推進(jìn)工程師尼克·凱斯（Nick Case）說，“這會(huì)加速整個(gè)設(shè)計(jì)、開發(fā)與測(cè)試過程，讓我們能以更少的風(fēng)險(xiǎn)和成本努力改革設(shè)計(jì)?！?br/>在滿功率測(cè)試中，這款3D打印的渦輪泵功率可達(dá)600馬力，燃料泵每分鐘可循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)36000次并輸送出600加侖的液態(tài)甲烷，足以驅(qū)動(dòng)可產(chǎn)生22500磅推力的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。

馬歇爾太空飛行中心工程師格格雷厄姆·納爾遜（Graham Nelson）表示，液態(tài)甲烷燃料和3D打印是包括火星探測(cè)在內(nèi)，NASA未來的太空探索核心所在，而這項(xiàng)測(cè)試會(huì)同時(shí)推動(dòng)兩種技術(shù)的進(jìn)步并提高NASA未來執(zhí)行太空探索任務(wù)的能力。
作為火箭燃料，液態(tài)甲烷的需冷卻到零下159攝氏度，而液態(tài)氫則需要被冷卻到零下240攝氏度。液態(tài)甲烷溫度更高就意味著它汽化得更慢，因此更容易存儲(chǔ)更長(zhǎng)的時(shí)間，有利于長(zhǎng)時(shí)間的太空旅行。此外，當(dāng)下的技術(shù)條件使得人們可以用二氧化碳來制造甲烷火箭燃料，而二氧化碳在火星大氣中的含量非常豐富。
“3D打印使得我們能經(jīng)濟(jì)地打造出兩個(gè)渦輪泵（一個(gè)使用液態(tài)甲烷，一個(gè)使用液態(tài)氫），并能很快地將它們放到測(cè)試臺(tái)上獲得結(jié)果。下一步，我們將與去年進(jìn)行測(cè)試的液氫配置渦輪泵一起，在相同條件下，對(duì)3D打印的液態(tài)甲烷渦輪泵進(jìn)行測(cè)試?！眲P斯說。
對(duì)于改進(jìn)火箭設(shè)計(jì)、完成深空任務(wù)來說，3D打印、增材制造成為了關(guān)鍵技術(shù)。為了降低未來發(fā)動(dòng)機(jī)的制造復(fù)雜性、節(jié)約時(shí)間、減少制造組裝成本的目的，目前NASA的工程師們正在不斷測(cè)試越來越復(fù)雜的推進(jìn)器、火箭噴管及其他零件。
除了降低制造成本，提高生產(chǎn)效率外，3D打印在太空中還有更大用武之地：緊急解決問題。大家還記得湯姆·漢克斯主演、取材自真實(shí)故事的《阿波羅13號(hào)》嗎？
1970年，由于氧氣罐爆炸，載人登月飛船“阿波羅13號(hào)”的3名航天員不得不中途緊急返回地球。致命的是，爆炸中飛船里用以過濾二氧化碳的氫氧化鋰過濾器也壞了，日漸升高的二氧化碳時(shí)刻威脅著3名航天員的生命。盡管當(dāng)時(shí)飛船上有備用過濾器，卻只夠用2天，而宇航員要安全返回，需要4天的時(shí)間。
在此危急關(guān)頭，NASA地面指揮部只能根據(jù)宇航員提供的飛船中所剩材料清單，集體攻關(guān)，在地面一比一設(shè)計(jì)、組裝和一個(gè)連接裝置，并將制造方案發(fā)送給宇航員，最終幫助他們渡過難關(guān)，成功降低了二氧化碳濃。

如果當(dāng)時(shí)阿波羅13號(hào)有一臺(tái)3D打印機(jī)，相信這一切會(huì)簡(jiǎn)單很多，復(fù)雜的技術(shù)攻關(guān)或許將簡(jiǎn)化為一張圖紙的數(shù)據(jù)傳輸，宇航員可以在太空中打印出自己需要的零部件。
事實(shí)上，NASA已經(jīng)將此付諸實(shí)際。今年3月，美國軌道ATK公司的“天鵝座”貨運(yùn)飛船就向國際空間站送去了一臺(tái)新版3D打印機(jī)。美國航天局2014年曾給空間站送去一臺(tái)3D打印機(jī)，此次送去的是該打印機(jī)的升級(jí)版本，大小是老版本的兩倍，能打印更大尺寸的零件與設(shè)備。