L3HARRISは国際宇宙ステーションで材料の耐久性と性能をテストします

2024年3月、アンタークティック・ベアは、米国の航空宇宙・防衛請負業者L3ハリスが、衛星部品の製造に不可欠な3Dプリントされた耐久性のある材料を国際宇宙ステーション（ISS）の研究所でテストしていることを知りました。

△ 宇宙の過酷な環境に材料をさらす

L3ハリスは、3Dプリントされた材料を宇宙船の部品に使用する前に、低地球軌道（LEO）の過酷な環境に耐えられることを確認するために徹底的にテストする必要があると述べた。 L3Harrisは、SpaceXの第27回商業補給サービス（CRS）ミッションで3Dプリントされた無線周波数（RF）回路とさまざまな材料サンプルをテストするプロジェクトを開始しました。この動きは、2021年に国際宇宙ステーションで実施された実験を受けてのものであり、2か月間にわたって貴重なデータが提供されました。 L3Harris は、材料試験の範囲を、コンピュータチップに似ているが電子の代わりに光を使用する技術であるフォトニック集積回路用のフォトニック材料まで拡大しています。

「3D プリントされた材料のテストを 6 か月間実施し、新しい結果を以前の ISS 実験や地上テストと比較できることを嬉しく思います」と、航空宇宙および防衛産業のリーダーである L3Harris の上級科学者兼技術フェローであるアーサー C. パオレラ氏は述べています。「宇宙で材料を 3D プリントできるということは、衛星の設計と構築に新たな可能性を開くと同時に、宇宙船の製造をより費用対効果が高く、効率的にします。」

宇宙性能試験による材料の最適化<br /> エンブリー・リドル航空大学の無線機器・電磁気学研究所所長エドゥアルド・ロハス氏と彼の学生たちは、宇宙ステーションの外部にある国際宇宙ステーション材料実験（MISSE）飛行施設を利用するこの実験を支援している。材料サンプルは宇宙の過酷な環境にさらされ、極端な温度や放射線などのさまざまなストレスにさらされ、過酷な条件下での性能が評価されます。

パオレラ氏は、これらのテストの結果が、衛星製造プロセスに統合するための材料の改良と開発の指針となるだろうと述べた。さらに、フォトニック集積回路の使用により、サイズ、重量、電力要件が削減され、データ伝送能力が向上し、衛星通信が強化されると期待されています。 L3Harris は、衛星以外の衛星部品の軌道上製造や修理など、宇宙における 3D プリント材料の他の用途を模索しています。

「地球上ではこれらの材料の耐久性を一度に1つか2つの要素についてテストできますが、ISSではすべての潜在的な危険性を一度にテストできます」とパオレラ氏は指摘した。

△国際宇宙ステーションでのこれまでの実験で無線通信に使用されたさまざまな3Dプリント材料サンプルと3DプリントRFアンテナ

宇宙製造業の新たな展開<br /> 宇宙製造における 3D プリントの使用は、ここ数か月で大幅に加速しました。

2024年2月、AddUpとエアバス・ディフェンス・アンド・スペースは、欧州宇宙機関（ESA）との契約に基づいて開発されたMetal3Dプロジェクトを立ち上げ、持続的な微小重力下での積層造形を評価するためにエアバスが共同出資する宇宙用途の金属3Dプリンターを発売します。 NASAのNG-20ミッションで国際宇宙ステーションに打ち上げられ、コロンバスモジュールでテストされる予定。エアバスは、宇宙での製造が地球ベースのサプライチェーンへの依存を減らす可能性を強調しており、この実験は宇宙での金属印刷の品質を評価し、将来の地球外ミッションに情報を提供することを目的としている。

2023 年 7 月、オービタルコンポジッツ社は、宇宙サービス、組立、製造 (ISAM) アンテナの開発を進める 170 万ドルの米国宇宙軍契約を獲得しました。このチームは、アクシオム・スペースやノースロップ・グラマンなどの業界大手と協力し、衛星携帯電話ブロードバンドと宇宙ベースの太陽エネルギーの変革を目指している。同社は、初の宇宙工場モジュールを打ち上げ、Axiom ステーションに ISAM「研究所」を設立する計画であり、計画が静止軌道に拡大するにつれて、Orbital は Space Logistics と協力して、GEO アプリケーション向けの ISAM 機能の向上にも取り組んでいます。

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