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探索Xometry擇冪科技與太空探索的結合,了解生物工程如何改變月球實驗的未來

擇冪科技的3D列印技術幫助一群工程專業的學生製作了在太空中釀造啤酒的設備原型!

創意源自興趣

說Neeki Ashari是「太空迷」一點也不誇張。她的父親曾是飛行員和工程師,從小就帶她參觀飛行博物館,自此她便對太空旅行產生了濃厚興趣。「他帶我了解飛行的原理。」她在採訪中說,「他教了我許多天文和工程的奧秘。」

等到Ashari上大學時,這份熱忱非但未減反增,因此她輕鬆選定了專業方向。2012年,她開始就讀加州大學聖地牙哥分校,主修生物工程。「我想將生物工程與太空探索結合起來。」她說,「這意味著要理解生命科學與太空的聯繫,設計生醫儀器以維持地球外的生命。」

事實上,Ashari已有兩項相關研究獲得NASA資助。一項是幫助防止頭部液體向下肢轉移的下身負壓服。另一項研究則是透過對腿腔施加輕微外部壓力來測量微血管血流和足部感覺。「在太空中受傷的宇航員康復過程與地球不同。」她解釋,「施壓有助促進康復。」

即便Ashari課業繁重,且負責兩項NASA資助項目,若認為她無法參與新研究,則大錯特錯。2016年夏,加州大學聖地牙哥分校一名教授透過學校Facebook群組公開徵集學生參加一項即將舉辦的競賽。該競賽名為Lab2Moon,由曾參與谷歌探月X獎賽的工程師團隊TeamIndus發起,目標是在月球執行無人操作的私人太空任務。「Lab2Moon競賽旨在邀請25歲以下參賽者設計與開發維持月球生命的實驗。」她說。TeamIndus計畫於12月啟動月球任務,執行獲勝隊伍的實驗。

Xometry Image

看到Facebook群組的帖子後,Ashari立刻將比賽的相關資訊發送給其他工程專業學生。六名加州大學聖地牙哥分校的學生組成了參賽隊伍,他們開始集思廣益,討論可以參賽的實驗。「我們團隊裡有位家庭釀酒師,他喜歡自己釀啤酒。」Ashari說。「家庭釀酒是聖地牙哥非常有名的文化。他開玩笑說:『我們在月球上釀造啤酒怎麼樣?』一開始我們都笑了,但後來大家靜下來,發現這樣的實驗是可以投入實際應用的。」由於許多食品和藥品都涉及酵母的使用,因此在月球上釀造啤酒能夠幫助科學家深入了解酵母在月球重力環境中的生存能力。

這支名為「原麥汁濃度」的隊伍先向TeamIndus發送了一份實驗設計說明,不久後便得知,他們在3000份申請中脫穎而出,成為25支入圍隊伍之一。他們需要配備實驗設備,在印度班加羅爾進行專案展示。

於是「原麥汁濃度」團隊開始投入實驗。在高通公司的資助下,他們開始設計製造月球啤酒機的原型。他們克服了重重困難,終於成功進行實驗。「我們更大的挑戰是閥門的設計。」Ashari說,「我們在兩個腔室之間設計了一個閥門,用來分離麥芽汁和酵母。閥門一打開,酵母和麥芽汁就會混合,酵母會消耗糖分,然後產生二氧化碳,這樣就釀成了啤酒。」雖然月球上的低重力環境對實驗的影響很小,但團隊更擔心的是酵母的環境溫度會產生很大變化。「我們必須計算罐子體積和食材的理想比例,讓啤酒達到完美的碳酸化程度,從而減少爆炸的可能性。」

Xometry擇幂科技助力原型製作

在製作原型的過程中,「原麥汁濃度」團隊選擇了Xometry擇幂科技。「我們透過Xometry擇幂科技來進行尼龍罐體設計,再鍍上銅和鎳來確保氣密性。」Ashari說,「在學校裡我們都學過3D列印,但用的都是塑料或丙烯酸之類的基礎材料。Xometry擇幂科技的確讓我們拓寬了視野,我們可以使用尼龍、鍍銅、鎳這類材料,這些都是我們以前從沒用過的材料,看起來真的很酷。」

2017年3月13日,「原麥汁濃度」團隊飛往印度班加羅爾,向TeamIndus展示了他們的罐體原型,儘管他們後來沒有入選正式登月任務,但這次比賽為他們提供了在畢業後的職業生涯中仍能受用的寶貴經驗。「我2017年6月畢業,我的計畫是進太空探索公司工作,開發設計用於太空探索的生物醫學設備。」Ashari說。

Xometry擇幂科技團隊對一個關鍵細節感到好奇:如果「原麥汁濃度」團隊被選中到月球上釀造啤酒,那他們可以品嚐自己釀的酒嗎?「可惜我們嚐不到自己釀的啤酒,因為它不會回到地球上來。」Ashari回答道。但隨著眼下精釀啤酒正風靡全美,她能理解為何這類啤酒的需求量極大。「你能想像從月球進口的啤酒嗎?」她笑著問,「我們說不定能賺一大筆錢!」