由于更便宜的太空旅行,这些行业将经历一场革命

太空制造(1)
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很多人认为太空旅行是荒谬的,是对资源的浪费。许多人没有注意到,我们今天所依赖的许多技术都是由于太空探索项目而获得的。爱游戏ayx体育SpaceX和蓝色起源等公司已经大幅降低了太空旅行的成本。现在,把一公斤的东西送入太空只需要5000美元,而在航天飞机时代,这可是3万美元的天价。企业家们将此视为一个探索太空资源的机会,比如真空、微重力、无限太阳能和极端温度。许多成功的实验在医学、技术和材料科学领域带来了伟大的发明。爱游戏ayx体育从趋势来看,太空制造可能很快就会成为一种流行的制造方法。

我们来看看一些探索太空制造的应用:

3D心脏打印

打印3D心脏并不是一个新想法,但在地球上打印心脏时,重力成为了一个障碍。nScrypt、Bioficial Organs和Techshot这三家初创公司联合起来,使呼吸3D心脏成为可能。他们使用可打印的生物墨水和3D打印机来制作心脏组织。Techshot公司提出了心脏打印的想法,nScrypt公司制造了干细胞打印机,而Bioficial Organs公司提供了墨水。

模拟微重力下的3D打印
来源:Techshot

为了打印健康的心脏组织,生物墨水需要生长,干细胞和营养物质的混合物具有水的稠度。这需要一个支撑结构来培育心脏,但在太空中不需要。去年,他们用一架飞机在墨西哥湾上空3万英尺的高空模拟失重状态,对这一过程进行了试验。这使得打印机可以将干细胞放入心脏结构中。

3D打印心脏结构
来源:Techshot

这只是第一步;这三家公司计划在2019年之前用商业火箭将打印机送上国际空间站,并在空间站上打印心脏跳动的补丁。

不寻常的有线电视公司

光纤被认为是最具成本效益的数字通信方式之一。通常的光纤电缆价格约为每公斤3000至5000美元。其中最昂贵的一公斤可达几百万美元。其中最奇特的一种叫做ZBLAN,它具有最好的通信性能。在地球上制造ZBLAN是可能的,但过程非常复杂。一种特殊的玻璃被加热到300摄氏度,然后从一个落锤塔上一串串地扔下去。这些线的长度受限于塔的高度,理想情况下,我们需要数千米长的电缆。电缆的连接部分会导致严重的信号损失。此外,重力在晶体结构中引起沉淀,这也参与削弱信号。

在太空中生产的光缆比在地球上生产的光缆清晰得多。
资料来源:塔克

一家南加州公司FOMS已经获得资金,开始在国际空间站上制造奇异的光纤电缆。与硅纤维相比,它能够以更少的功率传输更宽的频谱。太空生产的ZBLAN电缆可以使光纤通信更便宜、更可靠。这些也可用于紫外线手术激光器和红外制造工具。

太阳能电池板

我们大多数人都没有意识到电子制造所造成的污染。我们把太阳能板称为绿色能源,但我们忘记了制造太阳能板给地球带来的污染。硅电池板只能将15-20%的辐射能转化为可用电力,而砷化镓电池板的效率为40%。不幸的是,制造这些面板会产生有毒的砷副产品。

1990年,休斯顿大学的材料科学家Alex Ignatiev在太空真空中制造出了砷化镓半导体。由于真空的存在,这种半导体的质量比地球上制造的要好数千倍。晶圆生长在整齐的层没有扭曲。这将电池板的效率提高到60%。

来源:Wikiwand

把这些电池板带回地球听起来不现实,甚至很愚蠢。这不是我们的计划。伊格纳提夫设想在轨道阵列中创建一个砷化镓面板,跨度超过一公里。这些电池板在地球静止轨道上围绕地球旋转时,将一直接收阳光,并通过微波将这些能量反射到地球。地球上的网状接收器将收集这种能量,并将其扩散到足以避免对任何形式的生命造成伤害。

外层空间的另一个惊人特征是它有能力分解有毒物质并无害地分散它们。这样我们就不用担心污染地球轨道了。人们想象把肮脏的电子芯片制造业务搬到太空去拯救地球。

在太空制造有巨大的风险和高昂的成本。如果试验失败,损失不仅是金钱,也是生命。这并不妨碍世界探索各种可能性,目的很简单,就是让地球上的生活更美好。如果我们成功了,我们将在太空中打印心脏、电子芯片,甚至可能是火箭。

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