当今世界,太空制造已成为全球空间技术竞争的战略制高点。
我国在这一领域实现了从零到一的突破。
1月22日,搭载于中科宇航力鸿一号遥一飞行器的微重力激光增材制造返回式科学实验载荷完成开舱交付,标志着我国首次太空金属3D打印任务圆满成功。
这一重大成就不仅彰显了我国航天科技的自主创新能力,更为未来太空基础设施建设奠定了坚实基础。
太空微重力环境为增材制造提供了独特的物理条件,但同时也带来了前所未有的技术挑战。
在微重力条件下进行金属增材制造,需要突破物料稳定输运与成形、全流程闭环调控、载荷与火箭高可靠协同等多项关键技术。
中国科学院力学研究所研制团队在这些方面取得了系统性突破,成功克服了重力环境与太空环境的差异,实现了从地面试验到太空工程验证的跨越。
本次任务于1月12日在太空中完成实验,力鸿一号飞行器攀升至约120千米高度,穿越卡门线进入太空。
在超过300秒的稳定微重力环境中,研究团队成功利用激光增材制造技术完成了金属零部件的制备。
实验后,载荷舱通过伞降系统平稳着陆回收,科研人员获取了包括熔池动态特征、物料输运、凝固行为等详尽的过程数据,以及太空增材制造金属件的成形精度与力学性能等关键参数。
这些宝贵的实验资料为我国太空金属增材制造技术的快速迭代提供了重要支撑。
掌握太空金属3D打印技术具有深远的战略意义。
载荷研制团队负责人姜恒研究员指出,这项技术能够显著提升航天器在轨维护与扩展的自主性,降低对地面补给的依赖。
更为重要的是,它突破了传统火箭发射的尺寸与产能限制,推动航天器从"地造天用"向"天造天用"乃至"天造地用"的转变。
在空间站扩建、深空探测及地外基地建设等长远任务中,原位制造能力将发挥不可替代的作用,为人类在太空中的长期活动提供自给自足的物质基础。
这一突破的实现离不开产学研的深度融合。
中科宇航与中国科学院力学研究所的高效协作,使得力鸿一号不仅完成了火箭技术验证,更成为了太空制造能力建设的实证平台。
力鸿一号总设计师、总指挥史晓宁表示,本次任务完成了从发射、在轨实验到安全返回的全流程闭环验证,标志着我国太空制造技术发展史上的一个关键印记。
与此同时,我国在太空运载能力方面也在不断升级。
可用于力鸿二号可重复使用飞行器的30吨级力擎一号针栓式液氧煤油发动机已完成摇摆及变推力试车考核,累计试车总时长超1300秒,覆盖可重复使用运载火箭一子级飞行时长5倍以上。
力鸿二号计划今年进行百公里回收技术验证,将打造更加高效、经济的太空试验和太空智造平台。
国家层面对太空制造的支持力度不断加大。
2025年《国家航天局推进商业航天高质量安全发展行动计划》明确提出支持商业航天在太空资源利用、太空制造、在轨服务等新领域开展技术攻关。
中科宇航与力学研究所联合完成的国内首次太空金属增材制造全流程技术验证,标志着我国在该领域已跻身国际前沿,相关技术突破为太空制造从实验走向应用奠定了坚实基石。
从“能飞到太空”到“能在太空制造”,不仅是技术链条的延伸,更是航天能力结构的升级。
此次太空金属增材制造返回验证的成功,体现了基础研究积累与工程体系协同的叠加效应,也为我国在更远、更久、更复杂的空间任务中实现自主保障提供了现实路径。
面向未来,持续以数据驱动迭代、以场景牵引应用、以平台降低成本,将使“地外自持”从概念走向能力,推动我国太空制造加速迈向可用、好用、用得起的新阶段。