近日，魔猴網(wǎng)了解到，阿爾忒彌斯2號(hào)任務(wù)發(fā)射升空，四名宇航員搭乘飛船，執(zhí)行半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)的首次載人繞月飛行。他們攜帶了通用廢物管理系統(tǒng)（UWMS），這是首個(gè)在載人深空飛行中投入使用的實(shí)用型馬桶。此后，UWMS被描述為“3D打印鈦合金”馬桶。但這種說(shuō)法究竟有多準(zhǔn)確呢？

UWMS并非一套全新的系統(tǒng)。柯林斯宇航公司于2015年與NASA簽訂了一份價(jià)值約3000萬(wàn)美元的合同，開(kāi)始研發(fā)該系統(tǒng)。首個(gè)原型機(jī)于2020年抵達(dá)國(guó)際空間站進(jìn)行測(cè)試。在阿爾忒彌斯2號(hào)任務(wù)中搭載于獵戶(hù)座飛船上的版本，是該型號(hào)的緊湊型深空版本。

增材制造技術(shù)在哪些方面發(fā)揮作用？

2020年9月，在UWMS被送往國(guó)際空間站的前幾天，NASA在其官方Tumblr賬號(hào)上宣布，這款太空馬桶配備了“一個(gè)用于雙風(fēng)扇分離器的3D打印鈦合金蓋”。該分離器（雙風(fēng)扇分離器或DFS）是UWMS的機(jī)械核心：它產(chǎn)生氣流，在失重狀態(tài)下將廢物輸送到收集容器中。

大約在同一時(shí)間，宇航員安德魯·摩根在與美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)舉行的一次虛擬會(huì)議上提供了更多細(xì)節(jié)，他在會(huì)上表示，該系統(tǒng)“還采用了許多新技術(shù)，包括3D打印的鈦部件”。

為什么這些零件要用3D打印技術(shù)？

制造工藝的細(xì)節(jié)尚不明確，但其設(shè)計(jì)邏輯可以推斷。DFS蓋的幾何形狀復(fù)雜：每個(gè)渦輪機(jī)都有兩個(gè)獨(dú)立的蝸殼，氣流通道的壓力要求各不相同，此外還有一個(gè)用于容納離心分離器及其減速器的外殼。用鈦合金一體成型這種幾何形狀，正是增材制造技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在。選擇鈦合金是因?yàn)樗軌虻挚鼓蛞核嵝灶A(yù)處理帶來(lái)的腐蝕。在這里，3D打印技術(shù)可以將多個(gè)組件組合成一個(gè)更輕、潛在故障點(diǎn)更少的單一部件。

在阿爾忒彌斯二號(hào)任務(wù)期間，UWMS系統(tǒng)出現(xiàn)多次故障。DFS電子控制器在發(fā)射一小時(shí)后停止工作。幾天后，尿液在外部通風(fēng)管道內(nèi)結(jié)冰，任務(wù)控制中心不得不旋轉(zhuǎn)太空艙，利用陽(yáng)光融化管道內(nèi)的冰凍物。目前為止，沒(méi)有跡象表明3D打印部件與這些故障有關(guān)。

對(duì)于阿爾忒彌斯3號(hào)任務(wù)而言，兩名宇航員將在月球表面停留數(shù)周，因此UWMS系統(tǒng)需要表現(xiàn)得更加出色?？铝炙褂詈焦竞蚇ASA必須評(píng)估每個(gè)部件在發(fā)射振動(dòng)和深空高溫暴露后的疲勞、腐蝕和結(jié)構(gòu)完整性。如果這些分析也涵蓋3D打印部件的性能，我們最終將獲得關(guān)于3D打印鈦合金在近地軌道以外耐久性的具體反饋。

編譯整理：3dnatives