太空微型工厂点火升温至1000℃ 将实现超高纯度半导体生产

一家总部位于英国威尔士加的夫的太空初创公司 Space Forge，迈出了在地球引力之外制造材料的重要一步：其搭载在轨道卫星上的微波炉大小“太空工厂”已成功点火运行，内部炉体温度可升至接近 1000 摄氏度，被视为向太空半导体制造这一长期愿景迈进的关键里程碑。

这套原型装置于今夏通过 SpaceX 火箭送入太空，其任务是验证微重力与太空真空环境对材料性能的提升作用：在微重力条件下，半导体原子有望形成近乎完美的晶体结构，而地球大气之上的超高真空则几乎完全消除空气中颗粒带来的污染，从而获得结构更加均匀、电子性能更高的材料。 Space Forge 首席执行官 Josh Western 向英国广播公司表示，目前在轨实验显示，他们在太空中制造的半导体纯度有望比地面高出多达 4000 倍，这类高纯度材料未来可广泛应用于 5G 基站、电动汽车充电设施以及新一代飞机等关键基础设施领域。

Space Forge 团队在加的夫总部对该卫星进行持续实时监控，将整次任务视为一次完整的在轨技术演示。 任务中，载荷运行负责人 Veronica Viera 公开了来自卫星内部摄像系统的图像，画面显示炉腔中出现明亮的等离子体发光——这是气相被加热至约 1000 摄氏度时出现的典型特征，也是开展高温材料处理的关键条件。 她形容看到这一画面是自己“人生中最激动人心的时刻”之一，并强调在微重力环境下实现稳定的等离子体生成，对公司未来太空制造路线图具有标志性意义。

Viera 指出，这次实验为 Space Forge 的长期规划提供了“核心要素”的验证：公司初步证明了在轨道上可以建立并可控维持进行半导体生产所需的热环境和等离子体环境，这意味着向真正的太空制造工艺迈出了实质性一步。 与此同时，Space Forge 已经着手研发更大规模的轨道“铸造厂”，目标是能够批量生产足以制造多达 1 万枚芯片所需的半导体材料。

然而，如何安全高效地将这些在轨生产的高价值材料送回地面，是紧随其后的重大挑战。 为此，Space Forge 正计划测试一款名为“Pridwen”的隔热盾，其名称源自亚瑟王传说中的神盾，设计用途是在载荷重返大气层时抵御极端高温，确保航天器及内部材料安全着陆。 这项工作也被视为构建完整太空制造—回收闭环的关键一环：只有解决重返地球这一问题，太空制造的商业潜力才能真正释放。

当前，围绕太空制造的探索正从概念论证阶段逐步进入早期实践阶段。 世界各地的科研机构和私营企业正在评估在轨制造药物、组织工程材料以及其他高性能材料的可行性与经济性。 英国科学博物馆太空部门负责人 Libby Jackson 表示，“太空制造现在已经不是停留在纸面上的设想，而是正在发生的现实”，这也从侧面印证了类似 Space Forge 这样的项目正在为未来太空产业链奠定技术基础。