随着深空探测、空间站长期运行和月面科研设施建设推进，如何远离地面保障的条件下维持装备可靠运行、提升任务自主保障能力，成为航天工程的现实课题。传统模式下，航天器零部件主要依赖地面研制与发射补给，周期长、成本高。一旦在轨出现损伤或关键部件失效，处置空间受限、任务风险上升。面对"补给难、维修难、应急难"的问题，太空金属增材制造被视为提升航天任务韧性的重要方向。 记者从中国科学院力学研究所获悉，该所研制的微重力激光增材制造返回式科学实验载荷搭载"力鸿一号"遥一飞行器进入亚轨道，首次实现太空激光熔丝金属增材制造。实验结束后，载荷成功回收，获取了太空微重力环境中制造的金属构件、完整实验数据及成形件性能参数。这表明我国在微重力环境下金属增材制造的成形机理研究与工程化验证迈出关键一步。 微重力环境对金属增材制造提出了与地面截然不同的挑战。地面制造中，熔池形态、金属传输与凝固行为受重力、对流和沉降影响较大，工艺相对成熟。而在微重力条件下，熔滴过渡、熔池流动、热量传递与气体行为都会发生明显变化，稍有偏差就可能导致成形不稳定、内部缺陷增多或几何精度受损。要在太空完成可重复、可控的金属成形，不仅要解决"能否打印"，更要回答"能否稳定打印、能否打印出满足性能要求的构件"。 此次实验系统在金属增材制造成形与控制、全过程闭环调控以及载荷与火箭高可靠协同各上实现技术突破。通过闭环调控，系统能有限的飞行窗口内对关键工艺参数进行动态监测与调整，提高成形稳定性。通过高可靠协同设计，确保载荷在发射与再入等复杂工况下稳定工作并实现数据与样品的完整回收。载荷舱返回后借助降落伞系统平稳着陆，为后续的材料分析、力学性能评估与工艺优化提供了可信样本与数据基础。 太空金属增材制造的意义在于对航天任务保障方式的潜在重塑。其一，可为航天器在轨快速制造零部件提供路径，缩短维修与更换周期，降低因等待补给造成的停摆风险。其二，可服务航天器自主修复需求，在结构件磨损、连接件损坏等情况下实现就地制造与替换，提升系统持续运行能力。其三，在深空探测与月面基地建设等远距离、长周期任务中，地面补给受发射窗口、运力与成本制约更为突出，在轨制造若实现工程化应用，将有助于提升任务弹性与可持续性。 面向应用仍需系统推进。太空制造不仅要求"成形成功"，还要求材料性能稳定可验证、工艺可移植可复制、装备可长期可靠运行，并与空间站平台、能源与热控、材料供给与安全防护等系统协同。在金属材料的力学性能一致性、内部缺陷控制、粉尘与飞溅物管理、能耗与热管理，以及质量检测与认证体系等上，仍需持续开展实验验证与标准化研究，形成可支撑工程应用的完整链条。 业内普遍认为应坚持"理论—试验—工程"联合推进。一方面完善微重力下熔池动力学与凝固组织演化等基础理论，提升对过程机理的可解释性与可预测性。另一方面依托多层级实验体系开展迭代验证，包括微重力落塔、失重飞机、亚轨道飞行以及在轨平台等，以更高频次、更长时间尺度积累数据并优化工艺参数。同时推进关键部件国产化与系统可靠性设计，建立覆盖过程监测、质量评估和性能验证的指标体系与数据库。 随着空间站在轨运行能力持续提升、深空探测任务逐步拓展，太空制造的需求将更为迫切。此次亚轨道微重力环境下实现完整金属构件制造并回收，为后续更长时间、更复杂结构、更高性能要求的在轨制造实验奠定了基础。未来，若能在轨实现更稳定的闭环控制与质量检测，并形成可规模化应用的工艺与装备体系，太空金属增材制造有望从"技术验证"走向"任务能力"，成为航天工程的重要支撑手段。
从敦煌壁画的"飞天"到如今真正的太空制造，中华民族探索宇宙的脚步从未停歇。这项突破是材料科学与航天工程的完美融合，更折射出我国科技创新从跟跑向并跑、领跑的深刻转变。当人类迈向星际文明的新纪元，"中国智造"正在为构建太空命运共同体贡献关键技术支点。