NASA测试新技术：超声波工具与3D打印技术助力太空探索

美国宇航局研究团队通过一系列抛物线飞行对他们的下一代技术进行了微重力测试，旨在推动支持该机构太空探索目标的创新。

这些抛物线飞行提供了通往失重状态的通道，使研究团队能够在大约 22 秒的间隔内在失重条件下与硬件进行交互。这些飞行从二月持续到四月，搭乘的是 Zero Gravity Corporation 的 G-FORCE ONE 飞机，并帮助推进了多项有前途的太空技术。

在基本风化层特性、处理和水捕获 (FLEET) 项目下，研究人员在月球和火星重力条件下的风化层模拟物中测试了超声波刀片技术。在地球上，振动工具可减少工具与土壤之间的力，从而降低系统所经受的反作用力。这种减少表明，在太空中使用的工具系统具有节省重量的潜力。 

此次飞行试验旨在确定超声波工具在月球和火星上实现的减力幅度。风化层相互作用（包括挖掘）对于 NASA 支持长期月球和火星任务的资源至关重要。

“这项实验代表了 NASA 和魁北克省蒙特利尔市康考迪亚大学三年来共同努力的成功。对我来说，进行抛物线飞行实验是 NASA 的一项愿望清单，而作为我的博士论文工作，进行这项实验更是意义非凡。我为我的团队以及每个人为实现这一目标所付出的努力感到非常自豪，”美国宇航局俄亥俄州克利夫兰格伦研究中心的项目首席研究员 Erin Rezich 说道。 

FLEET 项目还计划在未来的亚轨道火箭上进行单独的有效载荷飞行测试。振动月球风化层传送器将演示颗粒材料（风化层）输送系统，以研究在重力降低的环境下真空中月球风化层模拟物（土壤）的垂直输送。

这两个 FLEET 有效载荷增加了对挖掘行为的理解以及如何在减重力环境下运输挖掘出的土壤。

在抛物线之间的土壤重置期间，QuynhGiao Nguyen 记录实验笔记，而 Pierre-Lucas Aubin-Fournier 和 George Butt 则监督实验操作。

在该机构的电子产品按需制造 (ODME) 项目下，研究人员测试了 3D 打印技术，以简化国际空间站上电子设备和工具的使用。

ODME 高级工具板团队在首次进行微重力环境测试时，评估了一套新的体积小得多的 3D 打印工具，这些工具可提供更多功能并减少工具更换。工具板提供八个可更换的工具头，以便在送往空间站后集成新技术。3D 打印机组件可用于在太空中制造用于结构和机组人员监测系统的电子设备和传感器，以及金属的多材料 3D 打印。

美国宇航局的研究人员测试了该机构 ODME 项目下开发的另一项 3D 打印技术，用于在太空中制造柔性电子产品。太空先进设备和半导体团队正在开发电流体动力喷墨打印机技术，用于在空间站上制造半导体设备。该打印机将允许使用单个开发墨盒打印电子产品和半导体，未来可以针对各种材料系统进行更新。

按需制造电子产品 (ODME) 高级工具板打印机将熔融沉积成型 (FDM) 印刷的塑料基板表面打磨光滑，为进一步打印电子痕迹做好准备。在零重力下进行这项研究可以分析在铣削过程中产生的异物碎片 (FOD) 捕获情况。

美国宇航局的飞行机会计划在今年早些时候支持在一系列抛物线飞行中测试各种技术。这些技术由美国宇航局空间技术任务理事会内的“改变游戏规则的发展”计划管理。太空先进设备和半导体技术合作伙伴包括英特尔公司、东京电子美国公司、威斯康星大学麦迪逊分校、亚利桑那州立大学和爱荷华州立大学。空间操作任务理事会的空间生产应用程序也支持这项技术。先进工具板技术与 Redwire 和 Sciperio 合作。超声波叶片技术是通过国际空间法协议与美国宇航局位于俄亥俄州克利夫兰的格伦研究中心和位于魁北克省蒙特利尔的康考迪亚大学合作开发的。