培养太空探索接班人( 二 )


NASA马歇尔太空飞行中心的科学家尼基·维克海瑟在“未来工程师”挑战赛开幕式上指出:“可持续发展对于活动时间较长的太空任务来说非常重要 , 我们需要在远离地球的地方运用制造技术 , 创建所有未来的宇航员所需要的物品 。”
经过几个月的设计建模 , 组委会收到了405份优秀设计方案 , 这些方案从有关种植和收获作物的方式 , 到针对准备、进食和处理食物的创意 , 种类繁多 , 应有尽有 。组委会对这些方案的评判标准很简单:是否能在未来帮助宇航员在太空中进餐 , 并且能够轻易且不间断地在太空环境中制造出未来宇航员可能需要的物品 。作为奖励 , NASA极有可能在未来进行的太空探索中 , 使用这些由学生们提供的创意和技术 。
两座3D打印农场一举夺冠
培养太空探索接班人
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在本届挑战赛中 , 青少年组(13-19岁) 的冠军是来自美国亚利桑那州德塞特维斯塔高中的凯尔·科雷特 , 他设计的太空辐射驱动器格外引人注目 。而另外3名决赛选手通过3D打印 , 设计的螺旋藻农场和多功能杯子等产品同样使人耳目一新 。
从本质上说 , 科雷特设计的太空辐射驱动器就是一个3D打印的微型农场 , 这个农场为宇航员打造了一个可以长时间使用的有机生长的真菌温床 , 为他们提供了有机食物的来源 , 确保他们能够在星际空间中吃上营养丰富的食物 。
真菌是一种真核生物 , 最常见的是各类蕈类 , 另外也包括霉菌和酵母 。目前 , 人类已经发现了七万多种真菌 , 但据科学家估计 , 这还只是所有真菌的一小部分 。
在太空辐射驱动器中 , 真菌使用放射性能源作为动能 , 由于电离辐射在太空中普遍存在 , 因此它们可以作为可持续再生的食物来源 。为了供养真菌 , 科雷特用泵把水灌入挤压的进水管里 , 使其进入穿过有机生长真菌温床里的内部管道 。整套设备制作精良 , 确保真菌能在微重力环境下茁壮生长 。而科雷特选用的3D打印材料也是不易弯曲的防水塑料 , 可以将太空辐射驱动器的功能发挥到最佳状态 。
少年组(5-12岁)的冠军是来自鹰岭中学的斯雷亚希·索拉 , 由他开发的太空迷你农场同样令所有评委叹为观止 。
索拉的太空迷你农场是为在火星上种植新鲜食品而设计的 , 它能保证宇航员的健康 。与科雷特设计的太空辐射驱动器不同 , 迷你农场利用太阳能来种植粮食 。由于火星远离太阳 , 获取的阳光比地球上少得多 , 因此 , 太空迷你农场安装有一个放大镜 , 用来收集阳光 , 并将其直接照射到植物体上 。此外 , 火星上的空气也比地球上稀薄 , 迷你农场为此也増添了一个可以定期增压的泵 , 能够把农场内的压力增至地球压力的1/10左右 。装入这个3D打印的缩小版透明温室里的土壤 , 也和来自火星土壤的营养成分完全一致 。
更为关键的是 , 在太空迷你农场的方案中 , 完全不需要使用任何电子零件 , 因此未来人们可以直接从火星土壤中提取材料 , 进行3D打印建造 。
虽然少年组的冠军已经确定 , 但NASA表示 , 少年组的另外3个决赛项目也非常具有开发前景 , 它们分别是3D打印的生物反应器、水冷凝器和E-Z搅拌机 。
太空旅行和探索的先锋
如今 , 随着高新信息的广泛普及 , NASA的发展思路也在悄然发生变化 。以此次“未来工程师挑战赛”为例 , 他们正是借助了青少年学子的力量 , 不断努力改进和改造未来3D打印机在宇宙中的使用技术 。
NASA已然意识到集思广益的重要性 , 从前几年向社会公开征集太空车的命名方案 , 到如今热忱欢迎学生们的头脑风暴 , 这是一个极大的进步 。2016年开展的首次3D打印产品竞赛 , 让许许多多的孩子体会到了其中的乐趣 。