最近，SpaceX公司负责执行运输者-14任务的猎鹰9火箭成功发射，将一颗来自英国的特殊卫星送入了轨道。它的目标既非通信，也非遥感，而是要在距离地球500公里的轨道上尝试完成一项前所未有的任务：制造半导体芯片。太空制造时代真的要来临了吗？
这颗名为"锻造星1号"的卫星由英国初创企业太空锻造公司研制，是英国首个旨在测试太空制造核心技术的航天器。火箭发射后的几小时内，卫星就成功激活并与地面控制中心建立联系，标志着历时4年的设计与测试工作完成，也意味着天基工业制造的新篇章正式开启。
（太空锻造公司发布的太空制造卫星示意图）
"锻造星1号"任务旨在利用近地轨道的微重力、超洁净真空等独特环境，测试在太空中生产先进材料的可行性。太空中的微重力仅为地球表面的百万分之一左右，几乎消除对流和沉淀效应，可生产出更大、更纯、缺陷更少的半导体。超真空环境避免材料氧化污染，宇宙背景温度接近绝对零度则有利于材料快速稳定成形。
太空锻造公司声称，在太空中制造的半导体晶圆可将电动汽车充电时间减半，并为量子计算机提供更稳定的基础元件。同时，在轨制造半导体可减少高达75%的碳排放，相比地球生产需消耗数千升超纯水和有毒化学品的传统工艺更加环保。
太空制造的发展历程可追溯至20世纪60年代。苏、美两国率先探索在太空环境下进行材料加工的可行性。2014年，国际空间站首次部署3D打印机完成塑料零件在轨制造；2020年后，激光增材等技术进入工程验证阶段。我国自2016年起加速发展太空制造技术，2020年在国际上首次实现连续纤维复合材料的在轨增材制造。
（欧空局航天员展示金属部件3D打印）
根据规划，未来的锻造星2号卫星将成为首款把太空制造的半导体运回地球的航天器。太空锻造公司计划未来每年发射10～12颗卫星，在完成为期1～6个月的制造任务后回收利用，最终实现每年超过100次的卫星发射，建立太空流水线生产体系。
未来，太空制造将突破发射体积与质量限制，实现超大型结构在轨建造。随着材料、机器人及人工智能的融合，太空制造将向智能化、标准化方向发展。不过太空制造不会取代地面制造，而是专注于生产地面环境无法实现的高端产品。
（实验室里的"锻造星1号"）
当第一块全流程在轨制造的芯片通过质检，工业生产将正式进入太空时代。这不仅是制造场所的迁移，更是人类利用空间环境突破材料极限的技术革命。未来的芯片可能诞生于宇宙而非硅谷；空间站里的机械臂正组装着下一代望远镜；而月球基地的打印机组，正用月壤铸造新的舱段外壳。
来源/《中国航天报·飞天科普周刊》
