3Dプリントは宇宙探査を前進させ、宇宙活動と月探査を促進している

2024年4月、アンタークティック・ベアは、米国の宇宙メーカーであるロケット・ラボが、宇宙軌道上での研究ミッションを強化するために、米国宇宙軍から1,449万ドルの契約を獲得したことを知りました。アストロボティックは、ドイツの研究機関と協力し、月の資源を使った月面3Dプリントの先駆者となることを目指しています。両ロケットは今後2年以内に打ち上げられる予定で、地球外開発における大きな進歩を示すとともに、宇宙探査の新時代を推進する進歩的かつ協力的な精神を体現するものである。

ロケットラボの戦略的飛躍 宇宙分野の有力企業として、ロケットラボは米国宇宙軍 (米国軍の宇宙戦争部門) から重要なミッションである宇宙テストプログラム 30 (STP-S30) の遂行を委託されました。このミッションは、特別に設計された皿型の衛星「DISKSat」を打ち上げることで、米国国防総省（DoD）の宇宙活動を推進することを目的としている。この衛星は、地球に近く、より鮮明で詳細な観測を可能にする超低軌道（VLEO）での持続飛行をテストする。このミッションでは、継続的なデータ収集と運用に不可欠な、この困難な軌道上で衛星が長期間にわたって活動的かつ安定した状態を維持する能力を強化することにも重点を置いています。

バージニア州にあるNASAのワロップス飛行施設の第2発射施設から2026年前半に打ち上げが予定されているSTP-S30ミッションは、軌道整備プログラム4（OSP-4）の重要な部分です。OSP-4は、重要なミッションを宇宙に打ち上げるために設計されており、国家が常に効果的に宇宙にアクセスし、活動できるようにすることを目的とする宇宙軍組織である米国宇宙システムコマンドによって管理されています。ロケット・ラは、このミッションは宇宙探査の進歩に貢献し、より広範な防衛と研究の取り組みを支援するだろうと述べた。

DISKSat は、小型衛星を宇宙に打ち上げるために設計された軽量で効率的な乗り物である Rocket Lab の Electron 宇宙船に搭載され、特別なミッションに投入される予定です。エレクトロンは、複数の軌道で40回以上のミッションの打ち上げを成功させており、その精度と信頼性で有名です。

「柔軟性、応答性、信頼性に優れた打ち上げは、国家の宇宙能力の強靭性を確保する上で極めて重要であり、エレクトロンで再び宇宙軍にそれらを提供できることを誇りに思います」と、ロケットラボの創設者兼 CEO であるピーターベック氏は述べています。「両半球の発射台から 40 回以上の打ち上げに成功した後、私たちは国防総省、国家安全保障、商業宇宙ユーザー向けの世界有数の小型打ち上げソリューションとしてのエレクトロンの地位を何度も確固たるものにしてきました。私たちは、成熟した実績のある実行、スピード、俊敏性の STP-S30 のユニークな組み合わせを実証できることに興奮しています。」

△エレクトロンはバージニア州のNASAワロップス飛行施設の中部大西洋地域宇宙港2に設置されている。

月面建設のさらなる可能性
アストロボティックは、ドイツ有数のレーザー技術研究機関であるハノーバーレーザーセンター（LZH）およびベルリン工科大学（TU Berlin）航空宇宙研究所と協力し、月面での3Dプリント機能を確立しています。他の多くのプロジェクトと同様に、「MOONRISE」と呼ばれるこのプロジェクトは、月の表土を使用して月面に直接インフラを構築することを計画しています。

2026年後半に予定されているこのミッションでは、アストロボティック社のグリフィン月面着陸船に特殊なレーザーシステムを搭載し、レゴリスを溶かして月面に構造物を形成する予定だ。この研究では、カメラを使用してこのプロセスを撮影し、地球上の研究者が人工知能（AI）によって制御されるインテリジェント画像処理システムを通じて分析してプロセスを評価し、月面上でレーザー溶融に適した場所を見つけ、月面の品質管理を実現できるようにします。

「MOONRISE チームは将来の月面活動にとって極めて重要な技術をテストしており、その積荷を運ぶために競争的に選ばれたことを嬉しく思います」と、事業開発担当副社長のダン・ヘンドリクソンは述べています。「MOONRISE は、新しいアイデア、新しい科学実証、新しい国々が着陸船の配送サービスを利用して月探査をさらに進めることができることを示す素晴らしい例です。」

△MOONRISEプロジェクトでは、科学者たちはレーザーを使って月の土でできた構造物を月の塵の上に3Dプリントする方法を研究している。

Astrobotic は、商業目的および科学目的で月面積荷のエンドツーエンドの配送サービスを提供することを目的とした月面物流会社です。この実験では、LZHとベルリン工科大学の研究者らが、レーザー溶融が月面で実現可能であることを証明し、将来的にレーザーと3Dプリントを使用して月の塵から着陸地点、道路、建物を作成する方法を探ることを目指しています。

地球から月へ物資を輸送するのは非常に高価で、1キログラムあたり最大100万ドルかかります。しかし、人類が月の表土の3Dプリントの可能性を探ったのは今回が初めてではない。月面で見つかった材料を利用する現地資源利用（ISRU）は、宇宙 3D プリンティングの重要な焦点となっています。いくつかの公的機関、研究機関、企業は、地球外への資材や機械の輸送にかかる高額なコストを回避するために、この強力な組み合わせを研究してきました。さらに、このアプローチは持続可能かつ費用対効果の高いソリューションであるため、月面での人類の生活に必要なインフラを開発する上で非常に重要です。

このプロジェクトは、ドイツ航空宇宙センター（DLR）のドイツ宇宙機関とドイツ連邦経済気候対策省から475万ユーロの資金提供を受けており、2年後の月探査ミッションに向けて準備が進められている。並行して、LZH はプロジェクトパートナーであるベルリン工科大学と共同で地球物理学的研究を継続しており、レーザー溶融プロセスの最適化に重点を置いています。研究者たちはベルリン工科大学で生産された合成レゴリスの実験と、月面展開のための人工知能の訓練を行っている。

今後の展望<br /> これらの取り組みは宇宙探査における劇的な変化を表しており、将来の宇宙システムの開発に新たな機会をもたらし、月面にインフラを構築する可能性をもたらします。宇宙分野が発展を続ける中、これらのプロジェクトは宇宙探査とイノベーションにおける 3D プリント技術の重要性を浮き彫りにし、月面のさらなる探査に向けたより深い基盤を築くことになるでしょう。

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