AM易道快讯：
1月31日，商业航天新秀Vast公司的首个商业空间站Haven-1在其位于加利福尼亚莫哈维的测试基地创造了重要里程碑：
这个由增材制造技术深度参与的空间站项目，其主体结构一次性通过了资格认证测试。
这标志着首个完全由私营企业主导的空间站制造项目迈出了实质性的一步。
自2021年成立以来，Vast为NASA的商业低轨道目的地（CLD）二期项目确立了一个大胆的路线：不同于竞争对手在概念设计阶段反复论证，公司直接投入实际工程开发。
在过去二十多年间，美国本土一直没有建造过空间站主结构。
而现在，通过创新的制造技术和工艺选择，Vast用不到六个月的时间就完成了一项美国同行需要数年才能完成的工程壮举。
这种高效率得益于公司采用的快速迭代开发模式，打破了航天工业传统的瀑布式开发流程，转而采用更灵活的3D打印深度参与的"设计-制造-验证"并行开发策略。
工艺创新：从材料选择到制造
Haven-1项目在工艺路线上的一个重大突破是主结构材料的选择。
项目初期，工程团队选择了不锈钢作为主要结构材料，这个选择主要考虑了材料的强度和抗腐蚀性能。
然而，在实际生产过程中，团队发现不锈钢在大型结构件制造中存在诸多挑战：工艺窗口较窄、加工周期长、原材料供应链复杂。
经过深入的性能评估和工艺验证，团队最终转向了航空级铝合金。
铝合金不仅具有优秀的比强度，在加工性能和成本控制方面也具有优势。更重要的是，这种材料在航天领域有着丰富的应用经验，这对于需要通过NASA严格认证的空间站项目来说至关重要。
推进系统：3D打印技术的关键应用
Haven-1项目在推进系统方面展现了增材制造技术的独特优势。
2023年6月，Vast选择与推进系统专家Impulse Space合作，采用其新近完成认证的Saiph推进器为Haven-1提供推进动力。
这款推进器的显著特点是大量采用了3D打印工艺制造，展现了增材制造技术在航天关键部件上的重要应用。
Saiph推进系统的性能验证令人印象深刻。
在仅仅17天的认证测试中，推进器完成了50,000次脉冲试验，累计运行时间达到65,000秒，单次连续燃烧时间最长达到12分钟。
这些数据充分证明了3D打印技术在航天级推进系统制造中的可靠性。
Haven-1的推进系统采用了无毒推进剂组合：一氧化二氮和乙烷，这与Impulse和Vast开发的其他航天器使用的推进剂相似。
整个推进系统包括推进剂储罐、Saiph推进器、管路系统、阀门、传感器、控制电子设备和控制软件等组件。
其中，3D打印技术在推进器核心部件的制造中发挥了关键作用。
这套推进系统将承担两个重要任务：
一是配合驻留控制力矩陀螺仪进行姿态控制，二是在空间站服役期满后执行离轨操作。
值得一提的是，在Haven-1计划于2025年8月发射之前，Saiph推进器将通过从2023年10月开始的多个低地球轨道任务积累丰富的飞行经验。
三阶段开发：工程方法论
Haven-1的开发严格遵循了三阶段策略，每个阶段都有明确的技术目标：
第一阶段（2023年11月至2024年6月）专注于样机的开发。
这个阶段的核心任务是验证制造工艺的可行性，包括材料性能验证、工艺参数优化和质量控制体系的建立。通过这个阶段，团队不仅完善了工艺流程，还建立了完整的质量追溯体系。
第二阶段（2024年7月至2025年1月）完成了主结构资格认证件的制造和测试。
这个阶段的重点是验证设计的可靠性和制造工艺的稳定性。资格认证件经过了一系列严苛的测试，包括结构强度测试、气密性测试和疲劳测试等。
第三阶段（2025年1月开始）计划进入飞行件制造阶段。
这个阶段将综合运用前两个阶段积累的经验，确保飞行产品的每个细节都达到最高标准。预计将在2025年7月完成制造，为后续的系统集成创造条件。
严苛的测试验证体系
Haven-1的测试验证体系在莫哈维测试基地实现，Vast建立了一个能够全方位模拟太空环境的综合测试平台。
平台配备了36个高精度液压作动器，可以精确模拟发射过程中的各类动态载荷。
同时，64个高灵敏度应变传感器分布在结构的关键位置，实时监测应力分布和结构变形。
在压力测试中，主结构经受了1.8巴（26磅/平方英寸）的极限压力考验，并保持稳定5小时。
这个压力值是正常工作压力的1.5倍，符合NASA的安全裕度要求。
随后的48小时持压测试（3磅/平方英寸）进一步验证了结构的气密性，测得的泄漏率远低于NASA标准规定的极限值。
特别值得一提的是，每个关键部件都经过了独立的性能验证。
例如，观察窗经过了反复的压力循环测试，舱门系统完成了数千次开关操作验证，确保了在极端温度和压力条件下的可靠运行。
国际对接适配器的接口测试严格遵循国际空间站的技术规范，为未来的交会对接任务做好准备。
VAST基础情况
自2023年5月Haven-1项目启动以来，Vast在制造基础设施建设方面投入巨大。
公司将原有的14万平方英尺制造空间扩展到近20万平方英尺，建立了完整的航天级制造和测试体系。
这些设施包括：专用的材料实验室、无尘室制造车间、环境测试舱以及模拟训练中心。
值得关注的是Vast在人才队伍建设方面的积累。
团队规模从最初的140人快速扩张到现在的700多人，包括航天工程师、材料专家、制造工程师、质量控制专家等整合到同一个项目组，实现了技术创新和工程实践的深度融合。
Haven-1积累的技术经验将直接服务于规模更大的Haven-2计划。特别是在材料选择、制造工艺和质量控制体系等方面的创新，都将为Haven-2项目提供宝贵参考。
据规划，Haven-2将在2028年投入运营，它将为国际空间站2030年退役后的太空活动提供支撑。
写在最后
Haven-1项目的推进，是3D打印技术在航天制造领域（空间站制造）实力的又一力证。
公开信息仅了解到Saiph推进器的大量采用3D打印工艺，通过严苛的50,000次脉冲测试和65,000秒运行时间考验。
AM易道猜测，空间站内部还有大量未披露的结构采用3D打印实现。
若Haven-1在2025年8月搭乘SpaceX猎鹰9号火箭升空，它不仅将成为世界上第一个商业空间站，更将是3D打印技术在航天大型系统中应用的重要里程碑。
从推进系统的核心部件到空间站的各个系统，增材制造正在改变航天产品的设计理念和制造方式。
AM易道将持续关注。
