マイルストーン！ Made In Space 3Dプリントの大型梁構造がテストに合格

この投稿は Little Soft Bear によって 2017-8-14 10:24 に最後に編集されました。

3D プリンティングの将来は、地球上の製造業だけでなく、航空宇宙分野における宇宙製造業にも広がっています。 Made In Space はこれを実現するために取り組んでいます。メイド・イン・スペース新たな宇宙製造計画は、3Dプリンターとロボットアームを統合したクモ型の宇宙製造装置「Archinaut」です。最近、Archinaut は大きな進歩を遂げ、複雑なハードウェアとハイパースペース構造を 3D プリントし、それらをシミュレートされた宇宙環境でテストすることに成功しました。

Made In Space の職場は、カリフォルニア州のモフェットフィールドにあります。ここは、かつて海軍航空基地だった場所を改装したものです。ここは、NASA のエイムズ研究センターやその他の宇宙技術の新興企業の拠点でもあります。米国の現在の傾向としては、民間企業がNASAのミッションの一部を支援したり、引き継いだりし始めており、宇宙探査を商業化へと向かわせている。
具体的には、NASA の Archinaut TDM プロジェクトは Made In Space が主導しており、最終的にはこの技術を 2020 年に軌道上の宇宙建設に導入することを目標としています。アーキノート社による微小重力環境での製造ミッションの初テストの完了は、大きな節目となります。
Archinaut は本質的には、構造部品を自動的に組み立てて印刷できるロボットアームを備えた 3D プリンターです。テストは、宇宙ステーションや探査機の組み立てに使用される大型梁構造やその他の部品に対して実施されました。 NASAの技術は2018年にもう一度大規模なテストを受ける予定で、次のステップは実際のテストのために宇宙に送ることだ。
宇宙での製造は、宇宙探査や居住だけでなく、大きな潜在的利点を秘めています。この技術が成功すれば、宇宙での建設ミッションはますます自律的になり、人間の関与から独立し、打ち上げ時に必要な初期リソースが少なくなるため、コスト効率も向上します。
目的地に到着すると、ロボット 3D プリンターは、さまざまなタスクや実験を実行するために必要なすべての部品を現場で印刷して組み立てることができます。さらに、ロボット 3D プリンターの生産にまで拡張される可能性があり、この完全に自己複製するテクノロジーにより、宇宙建設が飛躍的に成長し、月や火星に自発的に居住地を建設できるようになるかもしれません。
メイド・イン・スペースは11月から、ZBLANと呼ばれる希少なガラス素材を使用した光ファイバーの宇宙生産も開始する予定だ。この材料により、ファイバーは従来のシリコンファイバーよりも最大 100 倍速く信号を伝導できるようになります。興味深いことに、地球の重力によって望ましくない結晶が形成されてしまう地球上よりも、宇宙で ZBLAN 材料を製造する方がはるかに簡単です。
宇宙船が地球上で製造される場合、宇宙船の構造は折りたたまれ、宇宙に送られた後に展開される必要があります。 Archinaut の利点の 1 つは、宇宙で直接製造され、折りたたむ必要がないことです。十分な印刷材料があれば、非常に大きな宇宙船を製造することができます。この宇宙での直接製造方法により、航空機の「宇宙最適化」の必要性も減り、まったく新しい宇宙船の設計が可能になり、宇宙打ち上げのコストも削減されます。将来的には、Archinaut はアップグレードが必要な衛星の部品の製造と組み立てにも使用される可能性があります。
Archinaut は SpiderFab の製造哲学から進化したようです。将来のロケットは、宇宙構造物全体を宇宙に送り込む代わりに、原材料だけを運び、それを軌道上で「スパイダー製造」システムによって製造すればよいことになるかもしれない。完成したラジオアンテナは、平らに梱包されたカーボンファイバーのシートよりも多くのスペースを占有します。蜘蛛が地上で巣を張るのと同じように、人間もすぐに宇宙に巨大な建造物を建てることができるようになるだろう。 2015年、Tethers UnlimitedはNASAからの資金提供を受けて、蜘蛛型ロボットを使って宇宙空間に大型宇宙構造物を統合できるSpiderFabと呼ばれる宇宙製造システムを開発している。
「スパイダー製造」コンセプトの中心となるのは、宇宙に展開して宇宙構造部品を組み立てる多腕ロボットです。このロボットは、「スピナー」から炭素繊維ストリップを排出して融合し、地球上で巣を張るクモのようにトラスのネットワークに沿って移動し、最終的に部品を統合して物体全体を作り上げます。テザー社の計画によれば、スパイダー製造システムは大型無線アンテナ、宇宙船構造物、太陽電池アレイの構築に使用できるようになる。
地上ですべてのコンポーネントを構築して統合し、その後宇宙船全体を軌道に打ち上げるという宇宙船の製造モデルは、非常に高価で時間がかかり、宇宙船のサイズも、ロケットフェアリング内に折りたたんで配置できる展開装置のサイズによって制限されます。「スパイダー製造」技術によりコストが削減され、効率が向上します。このコンセプトでは、炭素繊維などの原材料を軌道上に送る必要があります。軌道上では、ロボットはこれらの材料からトラスの基礎構造を構築し、これらの基礎構造を組み立ててより大きなシステムに統合します。このアプローチの潜在的な利点は数多くありますが、主に、現在のロケットフェアリングのサイズよりもはるかに大きい開口部やベースラインなどの宇宙構造を展開できることが挙げられます。このアプローチにより、NASA、国防総省、および商業宇宙ミッションの広範囲に渡って、より高い出力、より高い解像度、より高い感度、およびより広い帯域幅が実現します。さらに、宇宙で建造される物体は、打ち上げ環境の厳しさに耐える必要がないため、地上から打ち上げられる物体よりも新しく、シンプルで、現代的なデザインになります。これにより、設計の複雑さが軽減され、システムの質量が軽減され、さらに大幅なコスト削減が実現します。
スパイダーロボットの製造原理は「ニッチ」に聞こえるかもしれないが、この 3D 印刷技術を基本的な工業製造に応用する可能性を排除するものではない。 2016年、プリンストン大学のシーメンス技術研究所の技術チームは、SiSpisという8本足の3Dプリントロボットを開発しました。 SiSpis は、PLA 印刷材料を押し出す 3D プリンター、カメラ、レーザースキャナーを備えており、見た目も動作もクモによく似ています。
SiSpis はカメラとレーザースキャナーを使用して環境を分析し、完了できるタスクを計算します。シーメンスの製品設計、モデリング、シミュレーション研究チームのアルゴリズムを使用して、他のスパイダーはこのデータを活用し、完了する必要がある 3D プリントタスクを決定します。プロセス全体を通じて、どの領域も見逃されないようにします。スパイダーロボットが印刷材料を押し出すプロセスは、蜘蛛が糸を紡いで巣を編むのと似ており、徐々に大きな物体の3Dプリントが完成します。 SiSpis スパイダーロボットは、充電後 2 時間連続して動作できます。
出典: 3D Science Valley 詳しく読む: Made In Space は宇宙で宇宙船を 3D プリントして組み立てる計画

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