ルイジアナ州立大学、硫黄とレゴリスの3Dプリント技術でNASAの月への再訪を支援

ルイジアナ州立大学、硫黄とレゴリスの3Dプリント技術でNASAの月への再訪を支援
この投稿は Bingdunxiong によって 2024-1-5 16:52 に最後に編集されました

2024年1月5日、アンタークティックベアは、NASAとルイジアナ州立大学(LSU)が協力し、米国の月再訪計画を支援するために月の材料と3Dプリント技術を使用することを目的とした新しいプロジェクトを立ち上げたことを知りました。 NASAの月へのアルテミスIIIミッションは2025年に実施される予定です。

△ルイジアナ州立大学助教授、3Dプリント建築の専門家アリ・カゼミアン氏とNASA調査員
月に戻って基地を建設する

この目標を達成するために、ルイジアナ州立大学の助教授であり、3D プリント建設の専門家であるアリ・カゼミアン氏は、NASA の研究員マイケル・フィスク氏とジェニファー・エドモンソン氏と協力して、月面の天然物質、硫黄、レゴリスを使用して 3D プリントされた無水コンクリートを開発しています。

「3Dプリントされた無水コンクリートを使用した月と火星での惑星ロボット建設」と題されたこのプロジェクトは、国立科学財団(NSF)から20万ドルの助成金を受けた。プロジェクトは2024年1月1日に開始され、2025年12月31日に終了する予定です。

△NASAのアルテミス3号月探査ミッション
3Dプリント技術と現場資源活用

地球外の材料を使って建築する技術はすでにいろいろあるが、この取り組みはいくつかの点でユニークである。まず、このプロジェクトの中心となる目標は、溶融硫黄を結合剤として、月のレゴリス(つまり、月の土)を充填材として使用することを主な特徴とする硫黄レゴリスコンクリート(SRC)を開発することです。研究者らによると、この組み合わせは、優れた機械的強度、急速な硬化、酸性および塩水環境への優れた適応性など、宇宙建設に適した特性を備えているという。

「私たちの目標は、月面の資源と大規模な 3D プリントを利用して、月面でロボットを建設することです」とカゼミアン氏は言います。「地球から原材料を輸送するコストが高いことを考えると、唯一現実的なアプローチは、月と火星ですでに利用可能な資源を使って建設することです。だからこそ、硫黄レゴリス コンクリート (SRC) を使った 3D プリントは魅力的です。一方、地球上で最も一般的に使用されている建築材料の 1 つであるセメント コンクリートは、月面で製造するのが非常に複雑で、生命維持システムやその他の探査活動に使用できる大量の水が必要になります。」

このプロジェクトは、月や火星で容易に入手できる材料を活用するという考えを提唱しています。これは、将来の宇宙探査、現地資源利用(ISRU)、持続可能な開発の目標と完全に一致しており、自給自足の月面居住地や建造物への道を開きます。

△ルイジアナ州立大学のアリ・カゼミアン教授が研究室の3Dプリンターにファイルを読み込む
イノベーションセンターの3Dプリント技術

ルイジアナ州立大学バート・S・ターナー建設管理学部のrəcastラボとして知られるアリ・カゼミアンの研究室は、建設における3Dプリントの分野における最先端の研究の最前線に立っています。このプロジェクトは多分野にわたるコラボレーションです。学術研究と実際の宇宙応用の間にダイナミックな相乗効果を生み出します。この協力により、研究が宇宙探査の現実に密接に焦点を合わせたまま、革新的な建設技術の開発が加速されることが期待されます。

LSU-NASA プロジェクトでは、シミュレートされた惑星条件下で 3D プリントされた SRC サンプルの包括的なテストを実施する予定です。これには、材料を極端な温度変動や真空に近い状態にさらすこと、さらには微小隕石の衝突をシミュレートすることも含まれます。このプロジェクトでは、これらの重要な知識のギャップに対処することで、月や火星の厳しい環境でこれらの材料がどのように機能するかについての理解を深めることを計画しています。

同時に、LSU-NASA プロジェクトでは教育にも大きな重点が置かれています。大学院生、大学生、高校生が高度な建設技術を活用できるプラットフォームを提供します。このプログラムは、次世代のエンジニアや科学者に刺激を与え、訓練することで、将来の宇宙探査に必要な才能の育成に貢献します。

△ルイジアナ州立大学アリ・カゼミアン教授の研究室にある3Dプリンター
アリ・カゼミアン研究室のもう一つの注目すべきプロジェクトは、「持続可能なロボット建築に向けて:採石場の副産物と低ポートランドセメント含有量を使用したコンクリートの 3D プリント」です。このプロジェクトは、採石場の副産物と低ポートランドセメント含有量を使用した 3D プリントコンクリートの使用を研究することで、建設における炭素排出量を効果的に削減することを目指しています。このプロジェクトは、2023年から2026年までルイジアナ州理事会によって資金提供されます。


NASA、月、建築、無水コンクリート

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