烏干達的首顆衛(wèi)星發(fā)射升空，并搭載生物3D打印設備用于人體器官衰竭研究

2022年11月14日，南極熊獲悉，非洲烏干達在美國國家航空航天局和日本的幫助下，已正式成為一個航天國家。該國已將第一顆衛(wèi)星PearlAfricaSat-1發(fā)射到國際空間站（ISS）用于一系列科學研究。

△烏干達研發(fā)的首顆衛(wèi)星PearlAfricaSat-1

烏干達將利用新衛(wèi)星獲取有關天氣預報、礦產(chǎn)測繪、農(nóng)業(yè)監(jiān)測和邊境安全的更準確數(shù)據(jù)。但最重要的是進行醫(yī)療技術救生實驗。據(jù)悉，該國將利用衛(wèi)星提供的微重力（失重條件下）對太空中的人體組織進行先進的生物3D打印，包括“研究微重力如何影響人體卵巢功能”。

烏干達的航天夢于2020年4月正式啟航，作為日本九州工業(yè)大學于 2015 年發(fā)起的全球計劃的一部分，烏干達派出三名研究生Edgar Mujuni、Bonny Omara 和Derrick Tebusweke進行交流學習。他們接受了衛(wèi)星設計、制造和測試方面的培訓，開始了將其第一顆衛(wèi)星送入太空的道路。

△烏干達的首顆衛(wèi)星搭載生物3D打印設備，用于微重力下打印人體組織研究

各國都在緊盯微重力3D打印技術
烏干達的第一顆衛(wèi)星PearlAfricaSat-1，搭乘了由美國宇航局發(fā)射的NG-18補給火箭從瓦勒普斯島升空，重要的是，它攜帶了升級版的生物3D打印機，即生物制造設施 (BFF)。BFF是科學家打印器官樣組織，并用于研究在太空中制造人體器官的可行性平臺。烏干達正在利用這項技術打印3D人體器官，以幫助該國成千上萬死于器官衰竭的患者。

開發(fā)該技術的公司Redwire的太空制造和運營執(zhí)行副總裁John Vellinger說�！癇FF是改變游戲規(guī)則的技術，可能對地球上人類健康和患者護理的未來產(chǎn)生重大影響�！�

微重力使科學家能夠創(chuàng)造出高質(zhì)量的生物打印身體器官，這是地球上無法實現(xiàn)的壯舉。在失重狀態(tài)下打印復雜的器官結構，無需使用支架來支撐復雜的組織形狀。3D生物打印機使用“生物墨水”基于人體細胞生長皮膚、骨骼和軟骨等身體組織。

最近，生物3D打印的想法在全球范圍內(nèi)不斷增長。其實早在2018年，俄羅斯就發(fā)射了生物打印機前往國際空間站，開展在太空打印活體人體組織的相關研究。

預計到2025年，非洲將擁有125顆衛(wèi)星
烏干達承諾用于研究和開發(fā)太空探索的經(jīng)費可達220萬美元，并已將自家衛(wèi)星發(fā)射到了國際空間站。實際上，非洲已有13個國家已將125顆新衛(wèi)星送入了太空軌道。預計到2025年還會增加到23個非洲國家。

△2018年發(fā)射的Hispasat 30W-6衛(wèi)星的天線塔由200多個增材制造部件組成

3D打印衛(wèi)星生產(chǎn)更快、成本大降
目前，除了科研機構都在緊盯太空生物3D打印技術，隨著增材制造技術的進步，衛(wèi)星工廠正在接受這項技術，以降低成本，加快生產(chǎn)功能越來越強大的航天器。

現(xiàn)在，幾乎所有建造的衛(wèi)星都多多少少會有一些3D打印部件，盡管大多數(shù)仍然是相對簡單的機械支架系統(tǒng)，用于保持航天器的結構。

對于Maxar Technologies來說，3D打印部件已經(jīng)成為建造的所有衛(wèi)星的標準，在2020年約占典型航天器中部件的三分之一。

Maxar在衛(wèi)星上使用的第一個3D打印金屬部件是由鈦合金制成的，于2016年在JCSAT-15上發(fā)射，這是一顆為日本Sky Perfect JSAT建造的通信衛(wèi)星。從那時起，Maxar已經(jīng)在發(fā)射的20多顆衛(wèi)星上使用了用鋁、鈦和塑料制成的增材制造的部件。據(jù)估計，該公司目前總共有5800個在軌部件。

Maxar公司負責太空的高級副總裁Chris Johnson說："Maxar公司使用3D打印技術進行太空制造，因為它能提高進度的靈活性，降低成本并提高性能。制造3D打印的部件需要更少的人和更便宜的材料，這些部件通常有多種用途，減少了質(zhì)量、硬件數(shù)量和整體部件的復雜性。"