バークレーの研究者がSpaceCAL 3Dプリンターをテストのために宇宙に送る

はじめに:将来の宇宙探査では、宇宙飛行士は 3D プリント技術を使用して、地球から遠く離れた惑星で必要な部品を製造できるようになります。たとえば、火星へのミッション中に宇宙船の重要な部品が損傷した場合、この技術によりミッションの持続可能性と安全性が大幅に向上し、地球のサポートへの依存が軽減されます。

△ VSS Unity 上の SpaceCAL 3D プリンター
2024年7月3日、アンタークティックベアは、カリフォルニア大学バークレー校の研究者が最近3Dプリント技術で大きな進歩を遂げ、宇宙飛行士が宇宙ミッション中に修理を管理し部品を製造する方法を完全に変える可能性があることを知りました。 6月8日、同チームの先進的な微小重力3Dプリンター「SpaceCAL」が、ヴァージン・ギャラクティック（SPCE.US）の07ミッションで初めて宇宙でのテストに成功しました。ミッション中、SpaceCAL は液体プラスチック PEGDA を使用して 140 秒で 4 つのテスト部品を自動的に印刷し、後処理しました。

△ヴァージン・ギャラクティックの打ち上げ場にいるSpaceCALチームのメンバー。左から右へ: ショーン・チュー、ジェイク・ニッケル、オースティン・ポーティナーズ、テイラー・ワデル、ブライアン・チャン
SpaceCAL は、2017 年にカリフォルニア大学バークレー校で開発された先駆的な 3D 印刷技術であるコンピューター軸リソグラフィー (CAL) を使用します。従来の 3D 印刷方法と比較して、CAL は光を使用して粘性液体を固体オブジェクトに成形し、より高速で複雑な印刷を可能にします。この技術は微小重力下でも機能し、宇宙船の部品や医療用品をオンデマンドで製造するなど、宇宙探査の新たな可能性を切り開き、長期ミッション中に大量のスペアパーツが必要になることを減らす。

CAL テクノロジーは、カリフォルニア大学バークレー校、ローレンス・リバモア国立研究所 (LLNL)、NASA の共同で開発されました。機械工学准教授のヘイデン・テイラー氏とテイラー・ワデル氏を含む彼のチームは、シリコンやガラスの複合材料から生体材料まで、CAL で印刷できる材料の範囲を拡大しました。この汎用性は宇宙船のメンテナンスと乗組員の健康にとって非常に重要であり、O リング、機械ブラケット、歯の代替品、さらには皮膚移植などの重要な部品の製造を可能にします。

△SpaceCALでプリントされたスペースシャトルの模型。徹底的な後処理を経て、微小重力環境で浮遊している。
「これらの実験の目的は、すべての人々の利益のために技術を進歩させることです」とワデル氏は語った。「これらの実験は宇宙で行われるものですが、地球上の人々もさまざまな形で恩恵を受けることができます。」

今後、研究チームは CAL 技術をさらに進歩させ、たとえば宇宙での人間の臓器のバイオプリンティングに応用することを目指しています。 NASA の資金援助により、国際宇宙ステーションでのこの能力を調査する実験が促進されるでしょう。次に、ウォードル氏と彼の同僚は、NASAと協力して、宇宙飛行士の歯冠や外科的創傷閉鎖ツールなど、乗組員の健康と健康をサポートできる単一の物体の開発と検証に取り組みたいと考えている。

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