AON3D助力月球著陸器的制造，推動太空探索和未來創(chuàng)新

Astrobotic的游隼一號任務（美國最新的登月計劃）于 2024 年 1 月 8 日搭乘來自卡納維拉爾角太空部隊的聯合發(fā)射聯盟(ULA) 火神火箭成功發(fā)射升空。然而，航天器推進系統(tǒng)的故障導致嚴重的燃料損失，迫使團隊放棄原定于 2 月 23 日在月球中緯度地區(qū)Sinus Viscositatis進行的登月嘗試。


△Astrobotic 的 Peregrine 月球著陸器

Astrobotic 在 Peregrine 發(fā)射幾小時后發(fā)布了這條消息：“目前的目標是讓 Peregrine 盡可能接近月球距離，以免它失去保持指向太陽的位置并隨后失去動力�！庇媱澲械牡窃聦⒉豢赡軐崿F。（可以在Astrobotic 的社交媒體帳戶上找到有關 Peregrine 著陸器的最新信息）



這一進展讓 Astrobotic 及其合作伙伴相當失望，他們對 Peregrine 寄予厚望，準備成為第一個商業(yè)月球著陸器，這也是50年來第一個美國登月著陸器。盡管沒有到達目標，但游隼一號的發(fā)射仍然代表著商業(yè)月球探索的第一步，并凸顯了 3D 打印機制造商AON3D等公司的創(chuàng)新貢獻。Peregrine 著陸器在 Astrobotic 位于賓夕法尼亞州匹茲堡的總部組裝，是眾多供應商共同努力的成果，其中僅來自賓夕法尼亞州就有 184 家公司。



3D打印助力月球著陸器制造

●高性能材料：AON3D 在此次任務中的作用凸顯了3D打印在航空航天工程中日益重要的意義。AON3D 為航空航天設計和制造的各個方面做出了貢獻，專注于制造高性能零件。該公司參與的核心是其M2+打印機，該打印機以其能夠使用 Ultem 等各種高性能材料而聞名。AON3D 將這種高強度耐熱熱塑性塑料描述為太空應用的理想選擇，因為它在極端環(huán)境下具有耐用性和穩(wěn)定性。這種材料對于制造能夠承受太空旅行惡劣條件（例如暴露在高輻射水平和劇烈溫度波動下）的零件至關重要。

●高精度打�。�M2+ 打印機在為 Peregrine 著陸器創(chuàng)建復雜組件方面發(fā)揮了重要作用，能夠高精度地處理 Ultem 等材料，有助于它制造任務所需的零件。這種精度水平在航空航天領域至關重要，因為即使是最輕微的偏差也會產生重大影響。

●縮短制造周期：全尺寸航空電子設備盒、繼電器、母線、連接器和其他模型和原型均在內部打印，從而節(jié)省了數周的交貨時間，并且每個零件的價格便宜了一個數量級。據 AON3D 稱，數百個固定裝置和支架取代了機載航空電子設備和電氣系統(tǒng)的金屬部件，從而減輕了車輛重量并加快了生產速度。

Peregrine 的航空電子設備執(zhí)行著陸器的所有命令和數據處理。此外，AON3D 還為世界上第一個運送到月球表面的商業(yè)有效載荷創(chuàng)建了 3D 打印的“月球盒子”，其中包括兩種鑄造的加密貨幣。

登月時刻
游隼月球著陸器代表了月球探索領域的一項重大冒險，并被選為美國宇航局商業(yè)月球有效載荷服務（CLPS）計劃的一部分。游隼著陸器高約 1.9 米（6.2 英尺），寬約 2.5 米（8.2 英尺），是一個由四個著陸腿支撐的箱形航天器。該著陸器設計可攜帶約 20 種不同的有效載荷，其有效載荷質量容量為 90 公斤（198 磅）。

游隼一號搭載了一套由五個 NASA 有效載荷組成的套件，旨在定位月球上的水分子、測量著陸器周圍的輻射和氣體，并評估其表面的薄層月球氣體（稱為外逸層）。這些有效載荷將為 NASA 的月球 Vulkan 成像和光譜探測器(Lunar-VISE) 儀器套件提供數據。


△Peregrine 已組裝完畢，準備前往佛羅里達州，與 ULA Vulcan Centaur 運載火箭整合

AON3D 與太空任務
AON3D 的 3D 打印專業(yè)知識已被用于 Peregrine 任務之外的其他太空項目，它與美國宇航局進行了合作，包括開發(fā)火箭發(fā)動機和衛(wèi)星部件的零件。與此同時，加拿大航天局（CSA）也采用AON3D的M2+ 3D打印機在國際空間站（ISS）上進行生物醫(yī)學研究。該打印機生產用于血樣制備的離心機，展示了減少生產時間和增強設計靈活性的優(yōu)勢。AON3D 還向航天工業(yè)的私營公司提供打印機，例如Blue Origin、Hutchinson和美國空軍。


△M2+打印機

游隼一號任務所面臨的挑戰(zhàn)在太空探索領域并非獨一無二。例如，Relativity Space的全3D打印火箭在首次發(fā)射后也遇到了困難。盡管在 2023 年 3 月成功發(fā)射，但人族 1 號航天器和游隼一樣，沒有到達預定目標，并且由于第二級故障而未能入軌。很明顯，太空任務的景觀充滿了成功和失敗，而且并非所有航天器都能完成其軌道任務，無論它們是否有數百個 3D 打印零件。



盡管如此，重要的是要認識到太空探索的軌跡是以學習曲線為標志的，隨著時間的推移，像SpaceX執(zhí)行的任務一樣，由于他們的經驗、先進技術和從過去的任務中迭代學習，其成功率顯著提高。

雖然像游隼這樣更具創(chuàng)新性、更具實驗性的任務首次失敗的風險很高，但要相信最初的失敗可能是未來成功的重要組成部分，這些任務對于太空技術的開拓性進步至關重要。雖然此次任務失敗了，但仍然提供了寶貴的經驗，推動航空航天行業(yè)向前發(fā)展，為太空探索和未來創(chuàng)新做出貢獻。