烏干達(dá)的首顆衛(wèi)星發(fā)射升空，并搭載生物3D打印設(shè)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(dá)在美國(guó)國(guó)家航空航天局和日本的幫助下，已正式成為一個(gè)航天國(guó)家。該國(guó)已將第一顆衛(wèi)星PearlAfricaSat-1發(fā)射到國(guó)際空間站（ISS）用于一系列科學(xué)研究。

△烏干達(dá)研發(fā)的首顆衛(wèi)星PearlAfricaSat-1

烏干達(dá)將利用新衛(wèi)星獲取有關(guān)天氣預(yù)報(bào)、礦產(chǎn)測(cè)繪、農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)和邊境安全的更準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。但最重要的是進(jìn)行醫(yī)療技術(shù)救生實(shí)驗(yàn)。據(jù)悉，該國(guó)將利用衛(wèi)星提供的微重力（失重條件下）對(duì)太空中的人體組織進(jìn)行先進(jìn)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(dá)的航天夢(mèng)于2020年4月正式啟航，作為日本九州工業(yè)大學(xué)于 2015 年發(fā)起的全球計(jì)劃的一部分，烏干達(dá)派出三名研究生Edgar Mujuni、Bonny Omara 和Derrick Tebusweke進(jìn)行交流學(xué)習(xí)。他們接受了衛(wèi)星設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試方面的培訓(xùn)，開始了將其第一顆衛(wèi)星送入太空的道路。

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

各國(guó)都在緊盯微重力3D打印技術(shù)
烏干達(dá)的第一顆衛(wèi)星PearlAfricaSat-1，搭乘了由美國(guó)宇航局發(fā)射的NG-18補(bǔ)給火箭從瓦勒普斯島升空，重要的是，它攜帶了升級(jí)版的生物3D打印機(jī)，即生物制造設(shè)施 (BFF)。BFF是科學(xué)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(tái)。烏干達(dá)正在利用這項(xiàng)技術(shù)打印3D人體器官，以幫助該國(guó)成千上萬(wàn)死于器官衰竭的患者。

開發(fā)該技術(shù)的公司Redwire的太空制造和運(yùn)營(yíng)執(zhí)行副總裁John Vellinger說(shuō)。“BFF是改變游戲規(guī)則的技術(shù)，可能對(duì)地球上人類健康和患者護(hù)理的未來(lái)產(chǎn)生重大影響?！?br />
微重力使科學(xué)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(wú)法實(shí)現(xiàn)的壯舉。在失重狀態(tài)下打印復(fù)雜的器官結(jié)構(gòu)，無(wú)需使用支架來(lái)支撐復(fù)雜的組織形狀。3D生物打印機(jī)使用“生物墨水”基于人體細(xì)胞生長(zhǎng)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(zhǎng)。其實(shí)早在2018年，俄羅斯就發(fā)射了生物打印機(jī)前往國(guó)際空間站，開展在太空打印活體人體組織的相關(guān)研究。

預(yù)計(jì)到2025年，非洲將擁有125顆衛(wèi)星
烏干達(dá)承諾用于研究和開發(fā)太空探索的經(jīng)費(fèi)可達(dá)220萬(wàn)美元，并已將自家衛(wèi)星發(fā)射到了國(guó)際空間站。實(shí)際上，非洲已有13個(gè)國(guó)家已將125顆新衛(wèi)星送入了太空軌道。預(yù)計(jì)到2025年還會(huì)增加到23個(gè)非洲國(guó)家。

△2018年發(fā)射的Hispasat 30W-6衛(wèi)星的天線塔由200多個(gè)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(jī)構(gòu)都在緊盯太空生物3D打印技術(shù)，隨著增材制造技術(shù)的進(jìn)步，衛(wèi)星工廠正在接受這項(xiàng)技術(shù)，以降低成本，加快生產(chǎn)功能越來(lái)越強(qiáng)大的航天器。

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

對(duì)于Maxar Technologies來(lái)說(shuō)，3D打印部件已經(jīng)成為建造的所有衛(wèi)星的標(biāo)準(zhǔn)，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(gè)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(shí)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(jì)，該公司目前總共有5800個(gè)在軌部件。

Maxar公司負(fù)責(zé)太空的高級(jí)副總裁Chris Johnson說(shuō)："Maxar公司使用3D打印技術(shù)進(jìn)行太空制造，因?yàn)樗芴岣哌M(jìn)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(fù)雜性。"