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目前人類(lèi)太空探索所需要的航天器、衛星等設備是在地球中進(jìn)行制造，然后由火箭送入太空中的，所以航天設備的體積也一定程度上受到了火箭內部空間和運載能力的限制。
那么，是否可以換一種思路，將原材料和生產(chǎn)設備送入太空中，在太空中進(jìn)行按需生產(chǎn)呢？在這方面，NASA推出了一系列的計劃項目，以加快通過(guò)機器人和3D打印在空間中制造的進(jìn)程。
NASA的機器人裝配和服務(wù)商業(yè)基礎設施（CIRAS）計劃是致力于推進(jìn)大型結構在軌制造和組裝技術(shù)的計劃，將有助于該機構實(shí)現其探索太陽(yáng)系統的目標。
CIRAS正在優(yōu)先開(kāi)發(fā)下一代望遠鏡、太陽(yáng)能傳輸和通信平臺的機器人裝配技術(shù)。 CIRAS已經(jīng)開(kāi)始開(kāi)發(fā)可逆接頭，以通過(guò)20米機械臂（也稱(chēng)為T(mén)ALISMAN-拉伸致動(dòng)長(cháng)距離空間內機械手））和精密跳汰組裝機器人來(lái)處理精密測量和對準。
TALISMAN旨在降低與太空硬件轉移和組裝活動(dòng)相關(guān)的成本和潛在的人身傷害，但CIRAS的項目并不止于此。
COSM先進(jìn)制造系統最近加入到CIRAS團隊，設計了用于空間內自主組裝應用的電子束3D金屬打印系統。COSM還開(kāi)發(fā)為大型商業(yè)、空間和航空應用中的終端用戶(hù)提供原位計量和自適應過(guò)程控制的系統。
根據COSM創(chuàng )始人兼總裁Richard Comunale，“自主機器人控制下的空間結構的組裝和制造當然是非常具有挑戰性的。 我們的努力集中在開(kāi)發(fā)這種應用的電子槍、光學(xué)和光束控制及計量系統。”
COSM的貢獻基于原來(lái)的工作基礎上，他們與NASA蘭利研究中心的電子束自由形式制造（EBF3）計劃合作，該計劃使用電子束來(lái)提高在航空航天工業(yè)中金屬3D打印的使用，包括鈦、鉻鎳鐵合金和鋁。
 CIRAS計劃由Orbital ATK牽頭，是美國宇航局空間機器人制造和裝配（IRMA）計劃下的三個(gè)項目計劃之一。 Orbital ATK公司的Cygnus宇宙飛船曾在2016年攜帶3D打印機器臂登陸國際空間站。 第二個(gè)項目由Made In Space公司領(lǐng)導的Archinaut技術(shù)開(kāi)發(fā)項目還在開(kāi)發(fā)能夠通過(guò)3D打印技術(shù)在空間中構建和組裝大型組件的硬件系統。如果在地球上制造航天器，航天器上的結構需要被折疊起來(lái)，等到送入太空之后再展開(kāi)。Archinaut具有的一個(gè)優(yōu)勢是直接在太空中進(jìn)行制造，無(wú)需折疊。在打印材料足夠充分的情況下，可以制造出非常大的航天器。這種太空直接制造的方式，也減少了對航空器進(jìn)行“空間優(yōu)化”的需求，實(shí)現全新的航天器設計，同時(shí)減少太空發(fā)射的成本。未來(lái)，Archinaut也可以用于制造和裝配衛星中需要升級的零部件。 圖片：通過(guò)3D打印來(lái)生產(chǎn)新的或替代結構，包括長(cháng)梁和支柱（圖片來(lái)源：NASA /Made in Space）。
第三個(gè)項目稱(chēng)為dubbed Dragonfly，是由Space Systems Loral（SSL）牽頭的，該系統正在尋求通過(guò)機器人裝配接口和情境感知軟件使得衛星在軌道上進(jìn)行自組裝。 圖片：衛星自組裝可最大限度地發(fā)揮運載火箭的有效載荷并降低發(fā)射成本（圖片來(lái)源：NASA / Space Systems Loral）。
在發(fā)射到空間和最終商業(yè)化準備之前，這三個(gè)項目都將在地面上進(jìn)行充分的驗證，包括通過(guò)機器人操縱桁架以及遠程制造結構桁架。
美國宇航局空間機器人制造和裝配（IRMA）計劃由NASA美國航空航天局太空技術(shù)任務(wù)總局（STMD）的技術(shù)演示任務(wù)（TDM）項目部進(jìn)行負責與管理。
COSM的工作由NASA的蘭利研究中心與Orbital ATK、NASA的格倫研究中心以及美國海軍研究實(shí)驗室提供合作與資助。
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