Кожен раз відправляти необхідні інструменти і деталі в космос дорого, до того ж треба чекати. А раптом якась деталь потрібна прямо зараз? Технологія 3D друку стає у пригоді у цьому випадку. Друк необхідних деталей на орбіті активно розвивається. Завдяки таким технологіям можна виготовити деталі на станції, не чекаючи поставок із Землі. І в майбутньому вдасться оперативно виготовити необхідні запчастини для ремонту в дальніх космічних польотах.
Астронавти проводять наукові дослідження, використовуючи десятки спеціальних приміщень на борту космічної станції. Щоб зробити все це можливим, необхідно щорічно надсилати на станцію понад 3 тонни запасних частин. Ще близько 13 тонн запасних частин обладнання для космічних польотів зберігаються на борту станції, а ще, не менше 15 тонн — на землі, готові до польоту в разі потреби.
Така система матеріально-технічного забезпечення добре працює для орбітальної станції, яка обертається на висоті 400 км над Землею та відносно легко доступна для місій поповнення вантажів. Однак це не практично для майбутніх далеких місій, наприклад, на Місяць і Марс. Астронавти в цих далеких подорожах повинні мати можливість виготовляти власні запасні частини, інструменти та матеріали, в основному на вимогу — як для звичайних потреб, так і для швидкої адаптації до непередбачених обставин. 3D-друк у такому випадку може стати необхідним рішенням. Тому на МКС активно проводять дослідження у цьому напрямку.
Проаналізувавши результати та порівнявши з тими, що були зроблені на землі, вчені з'ясували, що мікрогравітація не мала жодного інженерно-значущого впливу на процес 3D друку, такий принтер нормально працює в космосі.
Єдине, що потрібно для цього, — це сировина, матеріал для друку, який також треба доставляти на МКС. Але вчені працюють і над цим, розглядаючи у якості сировини перероблений матеріал зі станції, що могло б частково вирішити й питання утилізації сміття. Як крок до досягнення цієї можливості, дослідження ReFabricator демонструє технологію, розроблену Tethers Unlimited для переробки пластикових відходів, включаючи раніше надруковані елементи, у високоякісну нитку для 3D-принтера. Він почав працювати на космічній станції в лютому 2019 року.
Нещодавно також на космічну станцію запустили Made in Space Recycler для дослідження того, які матеріали найбільш ефективні для переробки в нитку для 3D-друку, а які з них можуть витримувати багаторазове використання без погіршення якості.
Крім того, вчені працюють над розробкою більш міцних пластмас та друку металевих предметів. А ще потрібно переконатися, що деталі, виготовлені за допомогою 3D друку, відповідатимуть певним критеріям якості.
На МКС є декілька зразків 3D-принтерів.
Наприклад, NASA в рамках свого проекту ISM (In-Space Manufacturing) ще в 2014 році відправило на космічну станцію перший 3D-принтер для тестування технології.
Airbus наступного року також планує відправити 3D-принтер на космічну станцію, хоче будувати супутники в космосі з космічного сміття. Принтер під назвою Metal3D зможе працювати з металами, які плавляться при температурі до 1200 градусів за Цельсієм. Це буде перший металевий 3D-принтер на космічній станції, йдеться в заяві Airbus, і він дозволить астронавтам друкувати радіаційні екрани та різні інструменти. Майбутні версії 3D-принтера, як кажуть в Airbus, зможуть створювати об’єкти з місячного ґрунту, а також переробляти частини старих супутників. Перед цим американська компанія Made In Space, дочірня компанія Redwire, відправила кілька 3D-принтерів на космічну станцію, але жоден із них не може друкувати метал.
Також NASA у рамках проекту Redwire Regolith 3D Print відправило на МКС демонстратор, який дасть можливість використовувати реголіт у якості сировини для друку. Це дасть можливість будувати споруди на тому ж Місяці фактично з ґрунту планети, зменшити кількість матеріалів та вагу, що відправляються з Землі для космічних місій.
У російському сегменті МКС також є принтер, розроблений підприємством РКК «Енергія» спільно з Томським політехнічним університетом і Томським державним університетом. Його доставила космічна вантажівка «Прогрес МС-20» в червні 2022 року.
