2026年2月3日,NASA喷气推进实验室(JPL)开发的一款紧凑型部署机构在商业航天器上成功激活,这一里程碑事件展示了增材制造技术如何显著降低未来轨道天线系统的成本与设计复杂度。该装置被命名为JPL增材合规罐(JACC),搭载在Proteus Space公司的Mercury One卫星上,当卫星飞越南极上空的低地球轨道时,机载摄像机记录下了其展开的全过程。
JACC的研制资金来源于JPL的内部研发资源及NASA地球科学任务办公室(ESTO)。作为此次任务中搭载的两套JPL实验系统之一,JACC旨在测试如何在最小化存储需求的同时,确保未来任务中天线阵列的**部署能力。演示结果表明,通过3D打印制造的组件比传统航天硬件生产更迅速、更经济,且大幅降低了结构复杂性。
该装置采用钛合金通过增材工艺制造,将铰链、面板、压缩弹簧和两个扭转弹簧等多个机械元件整合为单一部件,相比传统组装方案减少了三倍的零件数量。JACC尺寸约为每边4英寸(10厘米),重量略超1磅(498克)。其弹簧从仅1英寸多的压缩高度展开至约6英寸(3至15厘米),设计原理基于标准卫星通信天线。
Mercury One任务还搭载了JPL的另一项实验载荷:用于地球科学的SUM可展开天线。这两套系统共同构成了“原型非线性可展开装置(PANDORASBox)”项目。所有设备均在12个月的有限资金支持下,由JPL完成了概念设计、制造、测试及发射准备。该卫星于2025年11月28日搭乘SpaceX的Transporter-15航班从加州范登堡太空军基地升空。
NASA对增材制造的采纳正在根本性地重塑航天器组件的设计与部署方式。对于天线系统而言,3D打印带来的整合设计大幅减少了零件数量,降低了机械复杂度和故障点,同时实现了传统工艺无法达到的展开构型。除NASA外,全球航天业也在加速推进3D打印天线技术。澳大利亚公司Fleet Space与3D Systems合作,在短短三周内完成了Alpha星座55个射频贴片天线的小批量生产,显著压缩了开发周期。此外,Orbital Composites获得了美国太空军170万美元的合同,计划与Axiom Space等机构合作,在五年内部署自主空间工厂模块。这些进展共同标志着从地球受限制造向轨道制造范式的转变。
对于中国航天从业者而言,JACC的成功验证表明,增材制造不仅是降低成本的手段,更是突破传统机械结构限制、实现复杂功能集成的关键路径,未来在小型化卫星载荷及在轨制造领域,中国需加速布局相关工艺验证与供应链整合。