太空中的首次：金属3D打印机和手术机器人正在前往国际空间站

1月30日，卡纳维拉尔角向国际空间站发射了*000多磅（3*00公斤）的货物，其中有两个是“首次”：世界上第一台专为轨道使用而设计的金属3D打印机，以及第一个被送往空间站的微型手术机器人打印机。

第一台用于太空的金属3D打印机：让宇航员的生活更轻松

由空中客车公司为欧洲航天局（ESA）开发的第一台用于太空的金属3D打印机，将很快在国际空间站（ISS）的哥伦布实验室模块中进行测试打印机。

除了已经在国际空间站上的塑料3D打印机（宇航员用来替换或修理塑料部件）之外，金属打印机还被设想用于制造需要用更坚固的材料制成的物品和部件打印机。

空中客车空间组装首席工程师格温娜·埃勒·阿里登（Gwenaëlle Aridon）表示：“金属3D打印机将带来新的在轨制造能力，包括生产比塑料等效更有弹性的承重结构部件的可能性打印机。宇航员将能够直接制造工具，如扳手或安装接口，将几个部件连接在一起。3D打印的灵活性和快速可用性将极大地提高宇航员的自主性。”

当然，它的创造者必须克服几个障碍才能将金属打印机送入太空，它将被放置在一个密封的金属盒子里，类似于一个保险箱打印机。

空客公司金属3D打印机系统工程师S·巴斯蒂安·吉罗（sassaritien Girault）说：“这项技术演示的第一个挑战是尺寸打印机。在地球上，目前的金属3D打印机安装在一个至少10平方米（10*平方英尺）的实验室里。为了制造国际空间站的原型，我们不得不把打印机缩小到洗衣机的大小。”

然后，是安全问题，以及保护国际空间站免受打印机激光及其产生的热量的影响打印机。与塑料的熔点约为200°C（392°F）相比，与打印过程兼容的金属合金的熔点可超过1200°C或2192°F。而且，无论是使用塑料还是金属，排放的烟雾都需要在机器内被捕获和过滤，这样它们就不会污染空气。

格温娜·埃勒·阿里登表示：“安全和污染不仅是国际空间站的关键驱动力，也是未来在月球上使用的关键驱动力打印机。”

空间站上的金属3D打印，将帮助科学家了解在轨道上打印是否会影响质量，使我们离准备在月球上建立持久存在所需的技术又近了一步打印机。

格温娜·埃勒·阿里登说：“提高太空增材制造的成熟度和自动化水平，可能会改变支持地球以外生命的游戏规则打印机。考虑到国际空间站之外的应用，这些应用可能是惊人的。想象一下，金属打印机使用转化的风化层（月尘）或可回收材料来建造月球基地！”

国际空间站的第一个手术机器人：改善在太空和地球上获得健康的机会

太空版的“小型活体机器人助手”（简称：SpaceMIRA）正被送往国际空间站，它将有助于确定下一步创造适合长途太空旅行的外科技术打印机。但它在地球上也有重要的意义。

内布拉斯加州大学林肯分校的工程学教授谢恩·法里托（Shane Farritor）说：“虽然太空旅行令人兴奋，但地球上也迫切需要帮助患者获得所需的护理打印机。”他是虚拟切口（Virtual Incision）公司的首席技术官，该公司是一家创业公司，他与他人共同创立，欲将MIRA推向商业市场。

谢恩·法里托指的是迫切需要确保获得外科医生的机会，特别是在农村和偏远地区，包括军事战场，那里可能没有医生打印机。

谢恩·法里托说：“远程手术有可能解决这些问题，这样病人就能得到他们需要的医疗保健打印机。”

在接下来的几周内，SpaceMIRA将由内布拉斯加州林肯市的一名外科医生远程指导，并将使用它的两只“手”来进行模拟手术打印机。在一个微波炉大小的储物柜里工作，机器人的左臂抓取，右臂切割，就像外科医生在手术室里进行组织解剖一样。

谢恩·法里托说：“双手手术在外科手术中是至关重要的，因为局部张力是决定理想切除位置和理想切割方式的关键打印机。”

SpaceMIRA最初被设计用于自主执行类似手术的任务，因此远程地面控制的元素增加了额外的难度打印机。在机器人面临的所有潜在问题中，延迟 —— 信号从地球到国际空间站并返回的延迟 —— 是最大的问题。毕竟，信号需要单程传送250英里（402公里）左右。

“有很多障碍，”法里托说打印机。“正如我们最近了解到的那样，要让Zoom会议室正常工作都是很难的，更不用说这个了。”

谢恩·法里托和他的团队将在测试期间接收机器人的性能数据打印机。SpaceMIRA将在几个月后返回地球。诺斯罗普·格鲁曼公司的天鹅座宇宙飞船携带着太空SpaceMIRA和金属3D打印机，预计将于2月1日抵达国际空间站。

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