3D打印让宇航员可以在太空中喝上热咖啡

2015年5月3日，意大利宇航员 Samantha Cristoforetti身着星际舰队制服成为人类历史上第一个在地球轨道上喝正宗的意大利特浓咖啡（espresso）的人。这多亏了了——ISSpresso，世界上第一个零重力并经过认证的意大利咖啡壶。

尽管在地球上泡咖啡是一件非常简单的事情，但是在太空上要做到这一点就需要特殊的机器来应付零重力带来的问题。这个名为ISSpresso的太空咖啡壶是由意大利的Lavazza公司和Develped Argotec公司与意大利航天局（ASI）合作开发的，是意大利航天局专为Samantha Cristoforetti的太空之行选择的九个实验之一。

这个ISSpresso太空咖啡壶采用了与地球上相同的Lavazza咖啡胶囊，无论是奶油、外形、香味和所需的温度都与正宗的意大利特浓咖啡并无二至。据了解，ISSpresso是上个月搭载SpaceX的"龙"货运飞船来到国际空间站的。它会从水袋里吸水，然后加压、加热到泡咖啡的最佳温度，然后一个水泵会推动这些水通过一袋咖啡进入另外一个袋子里。

"在太空中制作咖啡是不容易的。"Argotec公司的官员说。 "这是第一个胶囊咖啡机，可以在太空的极端条件下工作。在这里决定液体及其混合物的流体动力特性的原理与地球上大不相同"。

不过这里还有一个需要科学家和3D打印解决的问题：如何实现"浮沫"，即咖啡表面上的油性泡沫？

通常情况下，重力是产生"浮沫"的关键。泡沫是由一种复杂的低密度胶体油组成的，由于重力因素会升到浓咖啡的表面。那么，在零重力的条件下该怎么办？幸运的是来自波特兰州立大学、专门从事热学与流体科学的Mark Weislogel教授开发出了巧妙的解决方案。

借助3D打印技术和数学，Weislogel和他的同事开发了一种形状古怪的杯子，它可以模拟"浮沫"在地球上的形成过程。这个塑料的3D打印杯使用表面张力和其它流体特性来影响液体的迁移模式，即使没有任何重力。正确的容器形状可以让液体被动地从一个位置流动到其它位置。虽然这对于水基饮料来说是非常具有挑战性的，但咖啡是一种偏油性的饮料，因此，相对来说比较容易操作。

上周日UTC 12:44，Cristoforetti尝到了第一杯在太空中煮出的咖啡。"咖啡：有发明以来最好的有机悬浮液。" Cristoforetti在推特上写道，还特地来了一段"星际迷航"体："在零重力杯子里的新鲜咖啡，要大胆煮......"