太空昂贵。3D打印和在轨建造能否降低成本？

十多年前，NASA估计将一磅有效载荷送入太空大约需要10,000美元。如今，这个价格标签已大幅下降，这主要归功于埃隆·马斯克的火箭公司SpaceX，以及其他同样专注于可重复使用的“新太空”企业的爆炸式增长。

例如，SpaceX最近宣布，他们的一枚可重复使用的火箭——一枚名为B1051的“猎鹰9号”助推器——已正式飞行次数超过NASA除四艘航天飞机以外的所有航天飞机。随着新的、更大的运载工具（如该公司的星舰）的开发，未来几年进入宇宙的成本可能会更低。

但即使购买太空旅行票的价格暴跌，未来的太空旅行者仍然不得不面对一个残酷的物理事实：将大型物体送入轨道需要大量的燃料和巨大的火箭。因此，即使短暂前往近地轨道的成本降至更可接受的水平，像殖民月球和火星这样更密集的活动仍然需要多次往返才能运送维持人类生存和舒适所需的所有货物。

目前，人类21世纪的太空旅行方式有点像乌龟背着自己的家。因此，与其直接从地球获取未来太空殖民地的建筑材料，大多数人认为如果我们选择利用太空中已有的资源会便宜得多。

而你可能不知道，许多学术研究人员和私营公司正在努力实现这一目标，探索诸如可以在轨道上制造航天器部件的机器人、天基3D打印机甚至由真菌生长的栖息地等未来主义想法的实用性。

机器人在太空中建造机器人

去年秋天，美国政府宣布了一项旨在促进开发用于卫星服务和在轨建造航天器的新技术的倡议。这项名为“在轨服务、组装和制造国家倡议”（OSAM）的努力，推动政府机构、学术界和私营公司在外太空建造和维修领域取得重大进展。

为此，NASA与一家名为Made in Space的公司合作，部署了一艘名为OSAM-2（前身为Archinaut）的航天器。当它发射（最早在2022年）时，这个在轨技术演示器旨在3D打印两根航天器梁，它们将从两侧延伸约33英尺。然后，OSAM-2将部署模拟太阳帆，这是未来技术的一种复制品，旨在产生比传统太阳能电池板多五倍的能量。如果成功，这个微型单机器人太空工厂将展示，减少携带预制货物进入太空的成本并大幅降低风险是可能的。

NASA和Made in Space设想这项技术最终将用于从在太空建造轨道望远镜到建造像电网、雷达臂和燃料库这样的现场结构。这些能力将在NASA的“阿耳忒弥斯”任务中派上用场，该任务旨在重返月球并建立基地。实现这一目标将需要新的工具和技术，使我们能够在月球表面建造基础设施，而无需从地球拖运大量货物。

“再制造器”：集3D打印机和回收机于一体

将3D打印机带入太空并不是一个新想法。例如，国际空间站（ISS）自2014年以来就有一台。而且由于亚马逊Prime（目前）不向太空送货，3D打印机对宇航员来说极其宝贵，他们可以用它们来制造特殊工具或他们意外需要的随机部件。

然而，普通的3D打印机需要你随身携带打印所需的原材料。这对于深空殖民地来说是一个问题，因为它们将需要只利用手头的资源。或者它们不会？一个NASA项目一直在测试一种不同的方法：简单地重新利用宇航员随身携带的材料。

国际空间站上的“再制造器”实际上可以回收它已经打印的工具和部件，将它们重新打印成全新的物品。它还可以将用于包装太空货物的泡沫和塑料用作可打印材料。这种能力使其与普通3D打印机不同，后者无法在不显著削弱塑料的情况下重复使用塑料。这个大约迷你冰箱大小的设备是由Tethers Unlimited公司为NASA开发的。

由真菌建造的太空殖民地

林恩·罗斯柴尔德是一位进化生物学家，她研究外星生命的T可能性，以及如何利用地球生物学改进我们在其他世界上的建造方式。近年来，她一直在研究一个大胆的想法，这可能会彻底改变人类未来地外居所的建造方式。

罗斯柴尔德正在研究是否有可能利用真菌来建造外星栖息地，而不是从地球运送原材料到月球和火星建造基地。在NASA的艾姆斯研究中心，罗斯柴尔德和一组科学家花了几年时间实验如何在受控环境中用各种不同材料种植菌丝体——真菌的地下菌丝。

这个想法是，当宇航员前往月球或火星时，他们将携带一个装有休眠真菌的轻巧紧凑结构。当他们到达时，他们只需加水，然后看着栖息地生长，像一个从盒子中解放出来的邮购床垫一样展开。

NASA最近在四月份宣布了新一轮资金，再次对该项目投了信任票。NASA高级概念研究所提供的最新支持将使团队能够尝试在不同的材料中种植真菌，包括纸张和塑料等废弃物。他们还将测试其作为建筑材料在NASA真空室中的潜力，该真空室可以模拟月球和火星的条件。

如果它运行良好，该项目甚至可能产生我们可以在地球上采用的革命性建筑技术。