太空制造机器人Archinaut完成国际空间站外部组件在轨组装：太空工厂从概念走向现实

太空制造机器人Archinaut完成国际空间站外部组件在轨组装：太空工厂从概念走向现实

美国太空制造公司Made In Space今日宣布，其Archinaut太空制造机器人在国际空间站外部成功完成了首个大型结构件的在轨组装——一根12米长的碳纤维桁架。这是人类首次在太空中由机器人独立完成大型结构的制造和组装任务。

Archinaut系统包含一个七轴机械臂、一台连续纤维复合材料3D打印机和一套自主视觉导航系统。整个组装过程耗时4天17小时，期间仅有2名地面工程师进行远程监督。

Made In Space CEO Andrew Rush表示："Archinaut证明了太空制造不再是科幻概念。在太空中制造和组装大型结构的能力，将彻底改变我们建造空间站、卫星和深空探测器的方式。"

为什么要在太空中制造？

将大型结构从地球发射到太空面临一个根本性的物理约束——火箭整流罩的尺寸限制。目前最大的运载火箭（SpaceX星舰）的整流罩直径约为9米，这意味着任何超过这一尺寸的结构都必须在太空中组装。

Archinaut技术突破了这一限制。在太空中制造的结构无需承受发射时的巨大振动和加速度，因此可以设计得更轻更薄。Made In Space的数据显示，Archinaut制造的碳纤维桁架比同等强度的地面制造产品轻60%。

应用前景

NASA已将Archinaut技术纳入其「月球门户」空间站的建设计划。NASA太空技术任务局副局长Jim Reuter表示："Archinaut可以在月球轨道上自主建造空间站的大型组件，大幅降低发射成本。我们预计在2030年前使用Archinaut技术完成月球门户50%的结构组装。"

此外，Archinaut技术还可用于建造大型太空天线、太阳能电池阵列和太空望远镜。传统天基望远镜（如哈勃、韦伯）的镜面尺寸受限于火箭整流罩，而Archinaut可以在太空中组装任意尺寸的光学系统。

商业太空制造的竞争

Archinaut并非唯一的太空制造项目。中国航天科技集团正在开发类似的在轨组装技术，欧洲的空中客车防务与航天公司也在推进太空3D打印项目。

太空制造市场规模预计将从2028年的8亿美元增长至2035年的120亿美元。推动这一增长的主要因素是卫星星座部署需求的爆炸式增长——仅SpaceX的Starlink就需要持续补充和升级数万颗卫星。

Made In Space已获得NASA、DARPA和美国太空军的累计超过4.5亿美元资助。公司计划在2029年发射下一代Archinaut One系统，具备同时操作多个机械臂的能力，组装速度提升5倍。

不过，太空制造面临微重力环境下的材料科学挑战。在太空中，金属熔体的行为与地面完全不同——表面张力主导流动，对流消失，凝固速率异常。Made In Space的材料科学团队花了5年时间才掌握在微重力条件下控制碳纤维复合材料质量的技术。