太空3D打印金屬構件成為現(xiàn)實（我身邊的最強大腦）

姜 恒

姜恒近照，AI修飾生成素描畫

2026年1月12日，我所在的中國科學院力學研究所團隊自主研發(fā)的微重力金屬增材制造實驗載荷，搭載中科宇航力鴻一號飛行器，在太空中順利完成金屬增材制造(即3D打印)實驗并回收。這標志著我國太空金屬制造技術正式邁入“太空工程驗證”新階段。

想要在太空實現(xiàn)金屬構件的3D打印難度超乎想象。

首先，在太空微重力環(huán)境下，金屬熔池和液滴成形控制難度極大，如同“用勺子盛太空中的水”，稍有不慎便會“灑落”。此外，這次實驗無人工干預，完全依靠設備自主運行。為此，我和團隊成員研發(fā)了高精度自適應閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過多項關鍵技術攻關，實現(xiàn)了對熔融金屬沉積與凝固過程的穩(wěn)定控制。

火箭發(fā)射階段的劇烈振動、沖擊，以及太空極端溫度變化與輻射環(huán)境下，如何保證精密載荷的可靠性，是我們面臨的又一大難關。隨火箭上天的實驗裝置內部設備凈重僅約50公斤，體積小于115升，卻高度集成了激光打印、閉環(huán)控制、能源供應等多個系統(tǒng)，相當于將一座“微型制造實驗室”裝入載荷艙。

我們采用“發(fā)射—太空打印—返回”的短周期方案。火箭進入太空后，載荷立即開展工作，任務完成后迅速返回地面。這種高效靈活的方式，能夠顯著降低成本，為未來開展常態(tài)化太空制造開拓了新途徑。

為模擬真實太空環(huán)境，我們利用落塔開展了大量自由落體實驗；為抵御發(fā)射振動，所有部件均經過嚴格的地面振動考核；發(fā)射前夕，團隊連續(xù)多日堅守現(xiàn)場……當遙測數(shù)據(jù)傳回，確認太空打印的金屬構件完整成型時，全體成員無比激動和振奮。下一步，我們將對回收樣品與飛行數(shù)據(jù)進行深入分析，持續(xù)優(yōu)化技術，為未來實現(xiàn)規(guī)模化太空應用奠定基礎。

有人會問：在太空進行3D打印究竟有何意義？

從航天領域來看，無論是太空基礎設施建設還是深空探測，都離不開大量金屬構件。有了太空金屬3D打印技術，就能夠實現(xiàn)原位制造、快速維修，極大提升太空任務的自主性與靈活性。

相關技術還可推動太空旅游等產業(yè)發(fā)展，同時反哺地面高端制造，提升工業(yè)水平與產品品質。更重要的是，這一成就展現(xiàn)了我國在太空科技領域的創(chuàng)新實力，為人類探索宇宙貢獻了中國智慧。

不妨暢想一下，也許未來某天，我們在太空中的工具和維修設備，都是由這一3D打印技術制造——而這一切的起點，或許正是那個從太空歸來的金屬構件。

(作者為中國科學院力學研究所研究員、微重力重點實驗室副主任，本報記者吳月輝采訪整理)

《 人民日報 》( 2026年03月02日 19 版)