2023 年の宇宙 3D プリントに関する 5 つの大きなストーリー!

2024年には、宇宙探査は新たな高みに達し、月探査ミッションが中心的な役割を果たすことになるだろう。今年は、NASA のアルテミス計画における画期的な出来事として、待望のアルテミス II ミッションが始まります。このミッションにより、50 年ぶりに人類が再び月へ戻り、宇宙飛行士が月を周回するという歴史的な旅が実現します。エウロパ・クリッパーは月探査ミッションに加え、木星の衛星エウロパにも飛行し、その居住可能性を調査し、生命の兆候を探す予定だ。デビューする新しい宇宙船には、商業衛星ミッション用の大型軌道打ち上げ機であるブルーオリジンのニューグレン、アリアン5よりも多用途で競争力のある次世代打ち上げシステムである欧州宇宙機関（ESA）のアリアン6、そして2024年初頭に初めて軌道に乗る英国のスカイローラなどがある。

2024年には、NASAの商業月面ペイロードサービス（CLPS）プログラムの下で、アストロボティック・テクノロジーのペレグリン・ランダー、インテュイティブ・マシーンズのノヴァC、ファイアフライ・エアロスペースのブルー・ゴーストなど、月へのペイロードの輸送を目的としたいくつかの主要プロジェクトも開始される予定だ。さらに、NASA の VIPER ローバーは、月の南極の水氷を調査するミッションに投入される予定です。宇宙航空研究開発機構（JAXA）のスマート月探査機（SLIM）は、先進的な月面着陸技術を実証する一方、中国の嫦娥6号ミッションは、月の裏側から画期的な月サンプルを持ち帰る予定だ。 3回目、4回目、5回目、そしてそれ以降の打ち上げが計画されているSpaceXのスターシップは、火星へのミッションまで視野に入れた、費用対効果が高く持続可能な宇宙旅行における大きな飛躍となるだろう。

2024 年には、宇宙探査において予想通りの進歩の波が起こり、3D プリンティングの役割は顕著かつ広範囲に及ぶものとなるでしょう。宇宙探査に対するこのアプローチはすでに宇宙での製造に対する考え方を変えており、宇宙ミッションをより効率的かつ持続可能にすることを約束する多数のソリューションを提供しています。宇宙探査における 3D プリントの大きな可能性に目を向けながら、この革新的な分野が 2023 年に成し遂げた進歩を振り返ってみましょう。

ロケット打ち上げ<br /> 宇宙3Dプリントに向けた大きな動きとして、宇宙居住地の先駆者であるVast社は、カリフォルニアに拠点を置く小型打ち上げロケットメーカーのLauncher社を買収した。この買収により、高性能ロケットエンジンの開発におけるLauncher社の専門知識と、人工重力宇宙ステーションを建設するというVast社の野心的なミッションが融合することになる。 Launcher 社は、Velo3D 社や AMCM 社などの積層造形 (AM) 大手企業を使用して高性能ロケットエンジンを開発した実績があります。この付加製造に関する専門知識と、人工重力宇宙ステーションを建設するという Vast の使命を組み合わせることで、宇宙での 3D プリントの将来に大きな期待が寄せられます。

Vast 社の野心的な目標は、軌道上で 40 人以上を収容できる長さ 100 メートルの人工重力宇宙ステーションを建設することです。このプロジェクトは、宇宙探査における 3D プリントの役割の拡大を強調しています。さらに、Vast による Launcher の買収は、付加製造が高度な宇宙技術の不可欠な部分になりつつあることを明確に示しています。 Launcher の創設者である Max Haot 氏が Vast でリーダーシップを発揮し、120 人を超える従業員のチームがロケットエンジニアリングと 3D プリンティングの専門知識を結集して協力し、このビジョンを実現します。

△クリーンルームでランチャーのオービターSN1の統合が始まります。

ヴァージン・オービットが破産宣告 かつて時価総額37億ドルでナスダックで取引されていたヴァージン・オービットは、2023年に連邦破産法第11章の適用を申請し、事業を停止するという暗い結末を迎えた。特に同社が当初宇宙用ハードウェアの3Dプリントに注力していたことを考えると、この展開は苛立たしいものだ。ヴァージン・オービットの苦境は、1月に同社のランチャーワンロケットが異常を起こして予定より早く停止し、軌道に到達できなかった打ち上げ失敗の後に頂点に達した。

ヴァージン・オービットは、ロケット製造プロセスに3Dプリントを取り入れ、エンジン製造サイクルタイムを10分の1に短縮するなど一定の成功を収めたにもかかわらず、挫折から立ち直るために必要な長期資金を調達できていない。同社の株価は2022年12月から2023年3月の間に90％以上急落し、宇宙産業にとって厳しい時期となった。ヴァージン・オービットの困難は、宇宙スタートアップ業界の競争の激しさと、継続的な資金と信頼性の高いロケット打ち上げを確保することの重要性を浮き彫りにしている。

ヴァージン・オービットの苦境は宇宙産業の大きな傾向の一部であり、 3Dプリント技術を使用する企業を含むいくつかの新興企業がロケットを軌道に乗せるのに困難に直面している。この困難な状況は、航空宇宙部門における技術系のレイオフやアウトソーシングと相まって、宇宙探査の変化する状況における複雑なダイナミクスを示しています。

Relativity Space のロケット革命<br /> 軌道ロケットといえば、昨年 3 月に Relativity Space 社が「Good Luck, Have Fun」(GLHF) と呼ばれる世界初の 3D プリントロケットを打ち上げました。高さ110フィートのテラン1ロケットは、過去2回の打ち上げ試行を乗り越え、フロリダ州ケープカナベラルから打ち上げられた。ロケットは成功したものの、第2段の「異常」により軌道に到達できなかった。この挫折にもかかわらず、打ち上げの成功は、Relativity Space 社と積層造形業界にとって大きな成果です。

テラン1ロケットのユニークな点は、世界最大の金属3Dプリンターであると考えられているレラティビティ社のロボット指向性エネルギー堆積（DED）システム、スターゲイトを使用して製造されたことです。大規模な 3D プリントに DED を使用する Relativity のアプローチは、航空宇宙産業や製造業全体に影響を与える可能性があります。レラティビティ社のこの成果は、ミサイル製造、潜水艦の船体、航空機の胴体などに技術を応用できる可能性があり、宇宙探査を超えた3Dプリントのより広範な影響を浮き彫りにしている。

カリフォルニア州ロングビーチで 3D プリントされている Terran R インフラストラクチャ。

リラティビティ社は戦略転換の一環として、3月の打ち上げ失敗を受けて、4月に小型ロケット「テラン1」の製造を中止することを決定した。同社は現在、重量物輸送市場へのサービス提供に注力しており、Terran R は第 1 段を回収しながら最大 5,500 kg の貨物を静止トランスファー軌道に打ち上げることができます。レラティビティ社は、テランRロケットに関して野心的な計画を立てており、2026年より早くても初打ち上げを目指している。創設者のティム・エリス氏は、宇宙産業にはより競争力があり、多様性があり、破壊的な打ち上げ能力が必要だと強調した。 Terran R は、このニーズを満たすために、顧客重視の再利用可能な打ち上げロケットとして開発されています。

オービタルアライアンス：アジャイルスペースと6Kアディティブ
2023 年、Agile Space と 6K Additive は協力し、高温合金 3D プリントを通じて宇宙技術、特に重要なロケット部品の進歩に取り組みます。 Agile は、Agile の A2200 二液推進剤極超音速エンジンを皮切りに、6K Additive のニッケル 625 (Ni625) 粉末を 3D プリント部品製造施設で認証して使用します。このエンジンはヒドラジンと呼ばれる特殊な燃料を使用しており、従来の点火火花なしで作動します。付加製造により、機敏で迅速な開発サイクルが可能になり、航空宇宙部品の開発期間がわずか 12 か月に短縮されます。 6K Additive 社の Ni625 粉末から作られた A2200 エンジンは、月面着陸船用に設計されており、月面ミッションに正確な制御と操縦性を提供します。

△6K AdditiveのNi625粉末は、AgileのA2200二液推進剤ハイパーゴリックエンジンでの使用が認定されています

ウルサの躍進
2023年は、3DプリントロケットエンジンメーカーのUrsa Majorにとって大きな年となる。コロラド州を拠点とするこのスタートアップ企業は資金提供を受け、America Makesと提携し、固体ロケットモーター（SRM）を3Dプリントする新しいプロセスを公開した。その目覚ましい成果の一つは、シリーズ D 資金調達で 1 億 3,800 万ドルを調達することに成功したことです。この資金は、SRM 向けモジュール式 3D プリント用に設計された Ursa Major の Lynx プラットフォームの開発を支援するために使用されます。

さらに、Ursa Major と America Makes の戦略的パートナーシップが 2021 年に開始され、連邦政府から 300 万ドルの資金提供を受けて Ursa Major Advanced Manufacturing Laboratory が設立されました。 2023年、パートナーシップは2024年半ばまで延長され、Ursa Majorは能力を拡大することができました。この提携は、製造能力の向上と国家安全保障の強化を目的とした、研究開発と国内製造業への連邦資金提供に関するバイデン政権の大統領令のより広範な目標とも一致している。

△タービン設計エンジニアのステファニー・ガヴェル氏（左）と建設オペレーションマネージャーのチャカ・スミス氏（右）が、ウルサ・メジャー号のハドレーエンジンを組み立てている。

さまざまな宇宙プロジェクトで 3D プリントの進歩が見られ、この技術が宇宙探査の未来を形作る上で役立つ可能性を示しています。 3D プリント技術が宇宙探査の分野に与える影響は多岐にわたります。製品の設計や製造方法を変えるだけでなく、業界の将来の発展に新たな可能性をもたらします。技術の継続的な進歩により、宇宙探査分野における 3D プリント技術の応用はさらに広がり、業界全体がより効率的、よりスマート、より持続可能な方向へと発展することになります。

2023 年の宇宙 3D プリントに関する 5 つの大きなストーリー!

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