NASA全新构想：会飞的3D打印机建月球南极50米高塔

AM易道分享

美国田纳西州，一家叫Branch Technology的公司，平时在车间里做的活儿是给大楼做幕墙板。

这周新闻说他们手头还有另一个项目，甲方是NASA，要做的东西是一座50米高的塔，立在月球南极。

50米是个什么概念，差不多十六七层楼。

这座塔要做两件事，一是在月面架太阳能板，二是当通信中继。

看完他们模拟方案影片，相当震撼。

看影片总结大概得方案是月球表面起飞某种带3D打印功能得飞行装置，然后边起飞边建造，类似很多年前得无人机打印方案。

看样子用可能用的电推进。

非常有脑洞的想法。

没有透露更多得技术细节，所以这篇文章我们更多分享得是关于已知合作细节。

NASA重返月球的活儿，居然没全交给航天巨头，分了一份给一家做幕墙的小公司。

这件事值得停下来看看，是怎么走到这一步的。

他们的打法和别人不一样

国内外现在做建筑3D打印的公司，主流玩法是把混凝土像挤奶油一样一层一层堆上去，最后做出一面墙、一栋小房子。

Branch这家公司不是这个路子。

他们的工艺叫C-Fab，做的也不是堆叠，是用机器人手臂在空气里直接挤出聚合物丝，编成一个三维的镂空格子。

整个结构是空的，不是实心墙。

按公司自己的说法，这种打法相比其他建筑增材工艺，材料用量最多能减少95%。

NASA官方稿子里还提到一个细节，Branch的喷头其实能干两种活儿，既能挤格子，也能像普通3D打印一样一层一层堆实心。

他们的幕墙板就是把这两种能力结合起来用，格子是主体用来减重，实心层留在该装螺丝、卡扣、连接件的位置当基底。

这套工艺在地球上的用法，是把这种聚合物格子作为墙板的内芯，外面填上发泡保温材料，再铣削成型，做成幕墙挂在大楼外面。

按信源说法，这种墙板成本比预制混凝土板低，安装快，重量也轻。

放到月球上，逻辑就清楚了。

月球建筑最头疼的不是结构强不强，是从地球运一公斤东西上去太贵。

同样体积的塔，做成镂空格子，用料能砍掉九成多，运费也就跟着砍下来。

50米和月球南极是配套的

NASA下一次重返月球，落点选的是月球南极。

这地方有一个特别的麻烦，太阳常年贴着地平线低角度斜照。

这意味着两件事，一是阴影特别长，二是站得越高越能晒到太阳。

50米这个高度就是这么来的。

塔够高，太阳能板基本能脱离地面阴影区，全年拿到稳定光照。

通信也一样，塔越高，覆盖范围越大，绕过环形山地形遮挡的能力越强。

把这两件事拼起来，月面基地的能源和通信问题就一起解决了。

Branch和NASA合作快十年

这家公司不是这两年才冒出来的。

2017年，他们就赢过NASA的3D Printed Habitat Challenge第二阶段。

那个比赛要求参赛队伍能用月球或火星表面那种沙土加上任务回收物当原料，造出供宇航员住的栖息地。

也是那一次比赛，Branch摸索出了一种玄武岩纤维增强塑料，原型是冲着模拟火星沙土去的。

这套配方后来反过来变成了他们今天在地球上做幕墙板用的材料基础。

换句话说，他们今天挂在地球大楼外面的那些幕墙板，材料的源头是奔着地外原位制造去的。

现在做到哪一步了
这个月球塔项目走的是NASA小企业创新研究计划，简称SBIR。
第一阶段已经完成，做的是可行性论证，结论是这事在理论上走得通。
现在是第二阶段，这一阶段Branch要做的事，主要有三件。
一是材料研究，月球真空环境、温差大、有辐射，塑料能不能扛住，得重新做配方和测试。
二是挤出实验，把C-Fab这套挤出工艺放到真空舱里，看看机器能不能正常工作。
三是针对月面环境做结构设计，看怎么样的格子在月球低重力下最稳。
这一阶段的最终目标，是做出一台能在月面工作的原型机，能够在月球表面生产大型基础设施。

合作方里还有一家叫Foster+Partners的建筑事务所，是个老牌玩家，跟Branch在2017年的栖息地比赛里就合作过。

这次月球塔的整体效果图和结构方案，也是两家一起出的。

AM易道行业观点

显然，可以看出建筑3D打印不止挤混凝土堆墙这一种玩法。

Branch这套机器人在空气中挤聚合物格子的路线，在国内似乎少有对位的玩家。

月球项目对他们是个极端工况的实验场，做出来的材料和工艺数据，最后或许会反过来变成地球幕墙业务的护城河。

第二，太空增材制造从科研选项变成任务关键路径，这条线最近一年明显在加速。

包括我国在内的航天机构已经在太空里成功打印过金属件。

另一条路是地外原位制造，直接在地外表面盖大东西。

两条线最后指向的是同一件事，未来的月球基地不会全靠地球补给，而是在当地长出来。

还有关于Branch这家公司，放在航天产业链里完全是小不点，但他们和NASA已经走了快十年。

NASA的SBIR体系把通道开给小公司，NASA的栏目还专门写他们的故事，这两件事本身对国内同类小型增材制造企业，是个值得琢磨的样本。

50米的塔什么时候真的立在月球南极上，今天没有答案。

但这设计影片里的场景确实很科幻。

一台飞行器从月面起飞，看上去用的是电推进，一边飞一边挤出聚合物丝，在空中编出格子结构，越飞越高，塔就跟着长出来。

没有脚手架，没有龙门，没有起重机。

二十年前3D打印能做出一只塑料船，二十年后它或许能在月球上做出一座塔。

中间的旅程越来越有趣了。