人类走到哪里，就会建造到哪里。文明从房屋和道路的聚集地蓬勃发展，最近已扩展到包括摩天大楼、电力线、管道和手机信号塔。如果人类要超越地球发展，工程师也必须弄清楚在那里建造的方法。
设计者们一直梦想着他们可以用太空起重机和太空砖块建造出精密的望远镜和宽敞的酒店，但除了国际空间站（ISS）和哈勃太空望远镜之外，轨道上的所有硬件都是在地球上制造的，然后整体塞进火箭进行运输。现在，美国宇航局正在鼓励公司迈出组装更复杂机器的第一步，在围绕地球轨道运行时。上周，它宣布与 Maxar Technologies 签订了一份价值 1.42 亿美元的合同，为其即将推出的卫星配备一个机械臂，该机械臂将在太空组装一个大型天线。
Maxar 的空间基础设施和民用空间副总裁 Al Tadros 表示：“美国宇航局正在帮助的开发成本是使我们行业能够以非常实惠的方式开始在太空进行组装的巨大推动力。”
这个名为“太空基础设施灵巧机器人”（SPIDER）的机械臂将于本十年中期搭乘一辆小型货车大小的卫星 Restore-L 进行太空旅行。SPIDER 自 2014 年开始研发，完全展开时约 16 英尺长，但它可以通过七个关节扭曲成各种形状，提供与人臂一样灵活的灵活性——尽管结构不同。
一旦进入轨道，它将运用其灵巧性。SPIDER 将逐一拆下与 Restore-L 放置在一起的七块面板，并将它们像拼图一样固定在一起。SPIDER 使用类似棘轮的工具，可以拧紧内置在每块面板上的专用附件。这个部分自主的机械臂将在每个指令后暂停，并使用安装的摄像头和灯光进行一次“摄影”，以检查面板是否精确对齐。Tadros 说：“它有点像瑞士军刀。”
最终成品将是一个功能齐全的圆形、直径 10 英尺的反射天线，类似于将电视信号传输到世界各地家庭的天线。宽带提供商目前将他们设计的 antena 设计成可以平放在航天器内部 13 英尺宽的火箭中。然而，有了 SPIDER，一颗卫星就可以建造出比现有天线大一倍的天线，从而能够向更多人发送更多数据。
在某些方面，地球实际上是一个建造精密机器的糟糕场所。它们不仅必须承受重力持续压向地面，还必须承受乘坐可控爆炸达到音速 20 倍速度所带来的震动。在太空中建造的物体面临自己的挑战（例如数百度的温差），但理论上可以成长到任何尺寸。Tadros 说，美国宇航局选择资助 SPIDER 是因为这项技术具有广泛的应用前景，从商用天线到带有比即将推出的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）大四到五倍镜面的科学望远镜。
Tadros 说：“我们的目标是拥有无限的体积。”
Maxar 并不是美国宇航局正在支持的唯一一家潜在的太空建筑公司。去年夏天，它向开发了用于在国际空间站制造定制零件的 3D 打印机的 Made in Space 公司授予了一份价值 7370 万美元的合同，以支持其 Archinaut One 航天器。这颗航天器最早可能在 2022 年发射，它旨在 3D 打印两个 33 英尺长的梁，并从中展开前所未有的大型太阳能电池板。
这两项任务都预示着人类能够维修和升级其太空硬件的未来。作为 SPIDER 的载体，Restore-L 航天器的主要任务将是演示捕获一颗老旧卫星并为其加油的能力。Tadros 设想这些机器人机械师组成的舰队在飞行器之间穿梭，延长它们的寿命并像我们维护地球上的基础设施一样维护它们。例如，当 Verizon 从 3G 升级到 4G 时，它会更换旧天线。他说：“你不会更换手机信号塔，“你也不会更换为它供电的电力，或者通往它的道路。”
拥有先进的机械臂还可以为任务规划者在情况不妙时提供更多即兴发挥的选择。SPIDER 与 Maxar 生产的火星洞察号着陆器的机械臂拥有相同的技术基因。自从洞察号的一个仪器未能正确地钻入红色星球出乎意料坚硬的土壤以来，这只机械臂就一直是工程师们试图让它重新挖掘的主要工具。美国宇航局将 JWST 设计成可以像折纸一样折叠以放入火箭，但耗资 100 亿美元的望远镜只有一次展开的机会。SPIDER 类似的机械臂可以为未来的太空望远镜提供额外的机会，使其在出现问题时能够自行修复。
虽然太空维修和建造在科幻小说中是突出的技术，但真实的研究人员几十年来一直在认真考虑它们。太空站的早期设计就期望它们将在轨道上建造，而美国宇航局最初设计航天飞机的部分原因是为了维修卫星。事实上，该航天机构在 1984 年的不同航天飞机任务中进行了卫星加油实验和首次回收失效卫星。
事实证明，建立一个太空机械师队伍比预期的要困难，而且这两种做法都没有成功。然而，如今，越来越多的公司发射卫星——每颗卫星的成本高达数亿美元。Tadros 认为，随着计算能力越来越强，材料越来越坚固轻便，以及设备（如 SPIDER 的摄像头和传感器）越来越小，我们终于拥有了使卫星更大、更好的技术。他说：“将这种能力提供给许多其他任务，是我们在这里所展示的真正承诺。”
