NASA将资助即将到来的太空探索时代的3D打印项目
为了将人类的存在扩展到地球轨道之外，美国宇航局正在寻求小型企业和研究机构，以确保长期，创新和可持续的技术，这些技术具有成功过渡到其主要任务计划和其他商业市场的巨大潜力。自1970年代以来，小型企业在美国创造了大约55％的就业机会，并与NASA合作了数十年，以刺激技术创新，从而为太空研究和殖民化创造开创性的发展。在过去的两年中，美国宇航局鼓励非常规和原始项目，以在四年内帮助宇航员在月球上登陆并在其上建立可持续的存在，这是该机构更大的月球至火星探索方案阿耳特弥斯计划计划的一部分。
“美国航空航天局依靠美国的小企业来开发创新技术，这有助于我们完成各种各样的任务，”美国国家航空航天局位于华盛顿的太空技术任务局副局长吉姆·路透（Jim Reuter）说。 “无论我们是将阿耳特弥斯的宇航员降落在月球上，还是将火星车送去火星，还是开发下一代飞机，我们的小型商业伙伴都将发挥重要作用。”
根据Suomi NPP卫星获取的数据，美国航空航天局在夜间的美国航空航天局图像（来源：NASA Earth Observatory / Robert Simmon）
今年，许多选定的公司将使用3D打印技术作为其项目的基础，从增材制造的航天器热保护系统到为国际空间站（ISS）创建AM设备。选定的提案展示了旨在使人类太空探索以及科学，技术和航空学受益的技术。许多创新还在地球上，医疗保健领域，汽车工业，制造等领域具有潜在的应用。以下是为今年的SBIR和STTR第一阶段计划选择的AM项目的一些示例：
目前，国际空间站上唯一可操作的印刷设施是用于塑料，例如ABS和PLA。但是，位于路易斯安那州的初创公司Vistacent提议开发一种用于太空制造的独一无二的多材料增材制造设施，该设施使用工程塑料，复杂的高性能纤维增强复合材料和烧结金属零件。该设施将基于融合沉积建模（FDM）技术，允许国际空间站上的机组人员以及其他潜在客户（例如NASA承包商SpaceX，波音和洛克希德）按轨道制造按需零件。
另一个雄心勃勃的提议来自3D火箭制造商Relativity Space。该初创公司概述了一种在大型3D打印应用程序中创建实时自动缺陷检测和标记的方法。这家初创公司通过其名为“相对论空间：未来3D打印”的建议，提出3D技术（如自动缺陷检测）是行星外3D打印的关键，这符合NASA的探索目标。反过来，这将带来诸如现场制造，按需按需制造原料，无法从地球发射的制造对象以及以新颖的方式设计任务以降低成本的能力等优点。
来自特拉华大学和德克萨斯州KAI公司的专家团队将使用一种最新开发的增材制造技术，称为局部平面内热辅助（LITA）3D打印技术来制造使用连续碳纤维增强高温的热保护系统热固性复合材料。该应用程序将为NASA的“猎户座”和无人再入飞船，系外着陆器的火箭喷嘴以及太空发射系统（SLS）提供服务。
创新型冷喷涂系统的领先开发商VRC Metal Systems与南达科他州矿业大学的研究人员一起，通过将高压冷喷涂发展为GRCop-42（NASA研发的一种材料）的增材制造方法来推进太空推进格伦研究中心对分段燃烧火箭发动机循环（如航天飞机主机）显示出了可观的前景。该技术非常适合用于航空航天飞机的热结构技术，并且在航空航天制造业以及3D金属印刷中具有其他潜在用途。
太空制造工作是NASA和其他商业太空公司的头等大事，这就是为什么阿拉巴马州的IERUS Technologies提议研究一种新型的金属增材制造工艺，称为加成摩擦搅拌沉积（AFS-D）的用途，在外部空间环境中制造和维修大型结构。商业上称为MELD的AFS-D工艺可在开放的大气条件下产生完全致密的近净形结构，而无需进行二次后处理。根据IERUS的提议，该技术具有强大的功能，包括释放市场上几乎所有金属，无需支撑材料即可构建复杂的3D结构以及在轨回收功能，因此是释放太空制造潜力的理想之选。
专注于创建先进的激光3D制造系统，PolarOnyx展示了前所未有的精密激光3D制造系统，该系统依靠增材制造，减法制造和无热焊接来制造亚微米级精密望远镜结构。在第一阶段结束时，PolarOnyx预计将进行概念验证演示，而在第二阶段中，预计将满足NASA的大型望远镜系统要求的原型。这项先进技术在卫星制造，航天器，医疗设备和生物医学仪器中还有其他潜在用途。
对于第一阶段的每个选择，公司将获得高达$ 125,000的奖励。 SBIR奖励仅授予小型企业，而STTR奖励仅授予与非营利研究机构合作的小型企业。一旦第一阶段的SBIR和STTR合同完成，分别在六个月和13个月后，NASA计划选择和授予价值几百万美元的第二阶段连续合同，以授予之前具有第二阶段合同的一些公司。据该机构称，这些即将颁发的奖项将进一步完善与月球可持续勘探，阿耳emi弥斯计划以及美国更广泛的月球至火星目标有关的一系列技术。
NASA的Artemis计划是该机构更广泛的月球至火星探索方法的一部分，该计划旨在探索更多的月球并为下一次巨大飞跃做准备-人类对火星的探索。
NASA SBIR和STTR计划执行官Jenn Gustetic表示：“第一阶段奖项只是帮助这些小型企业将其技术和思想推向市场的第一步。我们知道这些公司不仅需要资金，还需要业务指导和行业专业知识来帮助他们开发更好的产品并发展。我们的计划旨在帮助他们每个人实现商业化。”SBIR和STTR计划是美国宇航局太空技术任务局的一部分，并由美国国家航空航天局（NASA）位于加利福尼亚州硅谷的艾姆斯研究中心（Ames Research Center）管理，它鼓励小型企业发展创新想法，以满足联邦政府的特定研发需求，并提供商业化的潜力。
许多参加NASA奖励计划的小公司都来自增材制造背景，并且了解这项技术对扩展太空领域的重要性。在太空应用中使用增材制造对于降低成本和快速生产高度可定制的组件至关重要，因此使其成为接管低地球轨道（LEO）以及以后的竞争性商业运营的理想之选。随着人类航天飞行新时代的到来，全球70多个航天局和数十家新兴公司正在为即将在未来十年进行的一些最大和最令人兴奋的航天任务做好准备。此外，美国国家航空航天局（NASA）一直在为这一历史时刻做准备很长时间，而小型企业一直是该机构对太空成功未来的愿景的一部分。
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