Privateer Space正在尝试3D打印卫星，用于监测太空垃圾

目前，3D打印公司Desktop Metal正在为Privateer Space的卫星3D打印钛合金底盘。这颗卫星计划2022年发射。

“目前，在地球轨道上大概有21000个物体，其中约3500个算是太空垃圾。像围绕地球运转的6000颗卫星中，大概有一半已经无法使用（年限到期）。剩下的500件太空垃圾则主要来自卫星掉落的碎片。这些碎片还不包括小于10厘米的物品，比如螺丝这种很小的零部件，这些很小的零部件用雷达也无法扫描。如果把这些小部件也算是，现在的太空垃圾可能超过50万件了。” 沃兹尼亚克说道。

3500件垃圾放在地球轨道这个巨大的空间里，好像影响并不大。然而事实上，这些太空垃圾处于高速飞行的状态，很可能击中正在运行的卫星或者国际空间站。而且随着近年来人类发射的卫星越来越多，这个问题将会进一步加重。

“其实20年前，太空垃圾的问题就已经出现，只是没人采取措施。在过去的几个月里，已经发生了几起碰撞事故。”视觉识别公司Ripcord的ceo菲尔丁（清理太空垃圾项目的参与者之一）说道。 

以目前人类掌握的技术来说，清理太空垃圾的难度还是非常大的。需要在巨大的空间内找到他们，并将其抓住。因此，Privateer Space推出的第一款卫星是一个带有360°传感器包的卫星，配有先进的传感器和光学器件。

由于光学器件对精度要求非常高，外加太空里苛刻的工作环境，因此Privateer Space采用了3D打印工艺来制作卫星的底盘。

“很多卫星的功能会因为底盘的问题而失效，或者因为底盘的限制，而放弃了一些功能。在太空环境里，卫星会面临巨大的温差，太阳照射时温度可能超过100℃，太阳照射不到时候，温度可能低至零下100℃。为了抵御这种温差，防止变形。卫星的底盘可能采用低热胀冷缩的合金，这种合金密度很高，导致重量很重。结果就是导致可以携带的设备减少。” 沃兹尼亚克说道。

而有了3D打印后，可以通过设计来大幅度改善卫星的底盘，并使用钛合金这种强度和重量比优秀的金属来制作底盘。

目前，Desktop Metal已经为Privateer Space打印了一个30厘米×10厘米×10厘米的立方体卫星。使用的材料为钛合金Ti64，重量比不锈钢轻40%。这意味着传感器系统、电池和推进器等设备的携带重量增加了。

“我认为如果不用3D打印制造底盘，我们很难实现传感器的设计功能。在太空环境中，传感器必须做得非常精致，导致其重量也往往比较大。我们设计的传感器类似一个六面体，每个面都配备了光学器件和传感器。在运行时，必须非常稳定。” 沃兹尼亚克说道。

据了解，卫星的底盘采用了目前采用的复杂晶格结构来减少重量（可以用更少的材料实现相同的强度，并且对于热胀冷缩效果有一定的抑制），并在其中设置了安装点，可以快速安装非打印机的部件。目前，这种3D打印的底盘已经在进行测试。后续研发团队还希望能够3D打印连接器和支架，以进一步减轻重量。

“看清这些太空垃圾是我们清理太空垃圾的第一步，顺利的话，明年我们就能够把这颗监控卫星发射到太空了，届时我们就能清楚的知道，到底有多少太空垃圾需要清理，这些垃圾的具体位置在哪里等等。随后我们会设计太空垃圾的清理卫星。” 沃兹尼亚克说道。