外太空3D打印——建造太空设备基础框架的新手段！
一直以来，外太空采取成套设备的设计思路，即便是新型太空设备都得设计成适合空间运输的小型模块，在被送入太空后，或者进行重新装配，或者对设备进行充气成型，或者能像千纸鹤那样折叠成型。只要是送入外太空的事物，不论是一次发还是多次发射的设备，包括超级望远镜和火星殖民飞船在内，都得设计成适合装入火箭顶部。为了促进空间技术发展，科研人员必须将这些技术设备设计成在失重环境中运行，却不得不在重力环境中建造这些设备，这种情况让人感到恼火。如果能在外太空的失重环境里建造这些设备，科研人员就能绕过这个难题吗？
实际上，在外太空建造空间设备的创意早就存在了，但想出一个好创意容易，要实现这个创意却困难重重。现在，为了实现人类建造第一艘外太空船坞，科学家们提出了越来越多的严谨设想，让实现这个创意步骤变得越来越清晰。
哈勃望远镜主镜与韦伯太空望远镜主镜尺寸的比较。大型韦伯太空望远镜必须以折叠形式发射入太空，然后在外太空展开。
在外太空建造空间技术设备有着明显的优势——如果某些设备只要求在失重环境里运行，在失重环境中建造这些设备将意味着这些设备本身不用承受原本在地面必须承受的重量，用不着将它们建造得像地面设备那么牢固。在外太空，人们可以建造结构复杂的大型设备，用不着担心设备没有足够的弹性而导致内部崩溃。
在大多数情况下，在外太空建造设备的技术能制造出很多天文学家在孩提时期就梦想制造的机器，而按照物理学基本原理，他们设想的太空设备不可能在地面建造。
最直接的答案就是直接地在外太空建造相关设备。征召一些宇航员，将他们送入太空，分给他们建造工具，让他们在外太空建造设备。但宇航员穿着的宇航服却限制了他们的身体活动范围，能让他们从事体力劳动、精细加工、或者长期在外太空工作。在设计外太空设备方面，科技人员不会感到有多少困难，但随着宇航员人数、食物、设备以及所需氧气数量的增加，会让科技人员面临不少新问题，更不用提由此增加的人员伤亡的风险。
用机器人建造的太空望远镜
设计出一套解决方案并非易事。在外太空的卫星轨道上，几乎没有压力、没可燃气体、没有实体底座让人用扳手来安装设备，所有这些情况让我们积累了数千年的建造技术无法运用在太空环境里。
那么我们要怎样在外太空里建造设备？更重要的一点，如果人类劳动力不能作为解决方案的一部分，科技人员要怎么办？实际上，任何需要硬化的浇筑建筑材料不会马上成型，采用焊接来制造坚固的框架却要消耗大量的氧气，并且需要能快速冷却焊接材料的大气层，即便是要将机械部件组装成型也得依靠向下拉的重力来保证所有零件稳定以便将其安装好。
一种可能的技术是3D打印。就像焊接一样，绝大部分3D打印技术需要流动的空气来冷却建筑材料并在其基础上打印溶解的材料，但也有例外。美国国家航空航天局正在进行一个名为“蜘蛛织物”的技术项目，该项目的目的就是开发出可在外太空环境进行3D打印的技术，用来在太空制造出数公里长的金属框架。例如，“蜘蛛织物”将在太空制造出大量的空间平台框架，将从地面发射至外太空的复杂设备安装在这些框架上。这些设备不仅是工具及电脑，还包括向窗户这样的传统工厂制造的设备。
蜘蛛织物概念图
因此，即便到了太空建造设备时代，制造出来的詹姆斯·韦伯太空望远镜的分段式折叠镜头也不过时，科技人员无法在真空环境里用3D打印技术制造出向太空望远镜这样的高精度设备。
如果我们打算在月球或其他星球上建立大规模的基地，掌握空间建造基础技术就显得尤为重要。因为在外星球建造基地也能运用外太空打印技术。
利用太空3D打印技术来回收利用老旧卫信
美国国防部高级研究计划局还在执行凤凰研究项目，该项目的目的是通过拆解老旧卫星的部件来消除人类各种空间项目产生的垃圾，并用这些老旧卫星部件组成一个全新的空间设备。将新型中央处理单元与新式感应器设备作为飞船货物发射至太空，随后凤凰项目将老旧卫星上状况相对较好的一两块太阳能板、推进器或其他在卫星轨道坟场能找到的设备组合起来。
按照美国国防部高级研究计划局的要求，完全可以使用太空3D打印技术建造新型太空站基础框架后，再将回收的老旧卫星部件安装在基础框架上。
凤凰项目概念图
实际上，我们仍然需要将3D打印原料及打印机器人发射至太空，让机器人使用这些原料来打印建筑的基本框架。实际上，有了太空3D打印技术，科研人员仍然要将高精度太空探测设备从地面发射到太空，因为科技人员无法在真空环境里用3D打印技术制造出向太空望远镜这样的高精度设备。
