Xometry 擇冪科技幫助將 AcubeSAT 從原型打造為可發射的納米衛星

在早期，我們介紹了塞薩洛尼基亞里士多德大學 SpaceDot 團隊及其雄心勃勃的 AcubeSAT 項目。目前，該團隊正邁向新階段，將 AcubeSAT 升級為具備在軌維持酵母細胞能力的全功能納米衛星實驗室。透過應對新挑戰並在 GitLab 開源協作，團隊持續證明學術項目是如何推動太空探索創新的。

您好！我們是 SpaceDot，一個來自（希臘）塞薩洛尼基亞里士多德大學的非營利性跨學科學生團隊。我們的目標是開創創新的空間應用，並拓展開源空間研究的潛力。透過在所有項目中採用開源工具，致力於向社群共享研究成果。我們的所有工作——包括程式碼、模型、設計與文檔等——均以 AcubeSAT GitLab 網頁開放許可形式發布於 GitHub。

在我們之前的案例故事中，我們分享了如何設計與建造 AcubeSAT——一款搭載酵母細胞生物運載部件的 3U 納米衛星（30x10x10 cm），旨在探索開源空間生物學的邊界。我們詳細闡述了構建能在太空極端環境下研究 100 余種蛋白質的系統所面臨的挑戰。現在，經過初步實驗與測試，我們興奮地宣布：透過優化方法與攻克新工程挑戰，AcubeSAT 已更接近其最終軌道任務目標。

太空生物研究用模組納米微型 AcubeSAT

太空中的微生物微型實驗室

我們的方案是構建一個模組化的全功能微型實驗室——其設計不僅滿足任務需求，還可實現快速擴展與部件互換。

為實現此目標，我們設計了充氣式加壓容器、為細胞提供營養的流體系統、監測生長的成像系統，以及管理所有功能的精密電子系統，另外還包括其他必要組件。在所有組件中，流體歧管是實驗的核心關鍵。

AcubeSAT 運載部件渲染圖

為太空任務打造可靠的流體歧管

為全面研究空間環境影響，需在衛星軌道上開展多組實驗，這需要一種能精確分配與控制營養液流量的組件。

團隊最初考慮使用複雜管道系統，但其過多的故障點無法滿足空間任務可靠性標準。因此，我們轉為採用歧管設計——一種輕量化緊湊組件，透過單入口和單出口控制內部流道，持續為細胞提供營養。

生產能力與材料的選擇與功能同等重要，需從設計初期統籌考量。為滿足歧管設計的複雜需求，我們開始嘗試 3D 打印技術。最初，我們使用 FDM 打印驗證設計，但其層間氣泡缺陷難以滿足太空應用要求。為此，我們轉向 SLA 打印，其精度與質量更優。

流體歧管：在 AcubeSAT 上實現精準營養液流向的緊湊型設計

儘管初步結果充滿希望，但我們很快發現，採用此方法難以正確組裝眾多接頭且確保防漏。必須重構設計。

此時，我們果斷決定大幅簡化設計，使其可透過機械加工實現更高精度與公差控制。在重新設計過程中，我們意識到需要尋找能製造高精度原型件的合作夥伴——於是選擇了 Xometry 擇冪科技。

概念驗證：測試數控原型

當最終收到數控鋁製原型時，設計已成功轉化為實體。我們立即開始了嚴格的測試，確保原型可以符合項目的苛刻要求。

透過 Xometry 擇冪科技製造的流體歧管 CNC 加工原型

閥門組裝與流體分佈測試等初步試驗，驗證了該部件的強大潛力。儘管仍需設計方面的細微調整，但我們确信在正確的方向上，一切努力都是值得的。在數月數字設計後見到實體部件，是每位工程師期待的回報。

進入環境測試最終階段

隨著項目快速推進，我們對即將到來的階段充滿期待。下一步將對運載部件進行太空極端環境測試。我們的設計將在比利時的 ESA 設施中經受發射與在軌模擬測試。此階段將最終驗證設計對空間環境的適應性與就緒狀態。

隨著發射準備啟動，我們正滿心激動地與 AcubeSAT 一起邁向其既定任務。請為我們送上祝福，共同迎接這一關鍵節點！