フロリダ国際大学: 月面建設の実現可能性をテストするために、月の土壌を模した3Dプリント

フロリダ国際大学: 月面建設の実現可能性をテストするために、月の土壌を模した3Dプリント
1972 年以来、NASA は革新的な技術を利用して月面探査車による月面探査の向上に努めてきました。長年にわたり、NASA は学生主導の研究および技術開発プロジェクトに資金を提供することで、イノベーションを推進してきました。 2023年4月、アンタークティックベアは、フロリダ国際大学の大学院生であるブランドン・アギアールが、星間工学の基盤となる可能性のある材料を研究していることを知りました


△ブランドン・アレクサンダー・アギアール

フロリダ国際大学(FIU)では、毎年多くの学生がNASAでインターンシップを行い、フロリダキーズの基地で宇宙飛行士の訓練が行われています。 2019年に、NASAは宇宙の極限環境に耐えられる材料の開発研究のため、FIUの2Dオプトエレクトロニクス研究教育センター(CRE2DO)に300万ドルを授与した。その後、FIU は最先端の研究における多様性と包括性を高めるために、NASA と国立科学財団 (NSF) から少なくとも 800 万ドルの助成金を受け取りました。

FIU の研究所では、研究者が宇宙に耐えるインフラ材料、通信機器、小型衛星技術に関する研究を行っています。 2023年4月、FIUは大学院生のブランドン・アギアールが星間工学の基盤となる可能性のある材料を研究していることを明らかにした。

アギアール氏は、FIUのプラズマ形成研究所の大学院研究助手として、複雑な立方体、長方形、格子構造、アーチのある月面居住地のスケールモデルなど、月のレゴリスから耐久性のある構造物を作成するための3Dプリント技術を進歩させるために、何度も夜遅くまで働き、数え切れないほどの実験を行ったと語った。


△ 3D プリントされた月のレゴリスの形状 (a) 複雑な立方体、(b) FIU ロゴ、(c) 月面居住空間、(d) 長方形。

アギアール氏は、他の多くの研究者と同様に、持続可能な月面インフラの開発を支援するために、現場資源利用(ISRU)が人類の未来と宇宙での生存の鍵となると考えています。アギアール氏は、NASAが提供したグリーンランド斜長岩と呼ばれる月の表土の模造品を使用した。これは、米国の宇宙探査の初期に月から採取された岩石に似ている。

●まず、風化層材料をTethon 3Dの光硬化性熱硬化性ポリマー樹脂と混合してスラリーを形成します。
●次に、複雑な幾何学的形状は、Tethon 3D の Bison 1000 DLP プリンターを使用した 3D プリント (デジタル光処理) によって作成されました。
●最後にプリントを脱脂します。

2022年2月、アギアール氏と他の研究者らは、その研究成果をCeramics International誌に発表した。 「デジタル光処理を使用した付加製造による月面高地レゴリスの現地資源利用」という論文では、いくつかのサンプルが寸法精度が高く、変形の兆候もなく印刷され、焼結されたと述べられています。

現在、グリーンランドの斜長岩の月の表土部分を 3D プリントする研究は行われていません。この素材は温度による変化が少ないため、グリーンランドのレゴリスから作られた構造物は、最も寒い温度から最も暑い温度まで、月の温度範囲に継続的にさらされる可能性がある。アギアールは、放射線、小惑星、温度変動などの環境的課題に対して 3D プリントされたオブジェクトのテストを継続します。

アギアールさんは、FIUのプラズマ形成研究所の工学専門家の指導と、FIUの著名な教授であるアルヴィンド・アガルワル氏の指導の下、宇宙技術を保護するためにプラスチック材料を使用する方法を現在研究しているFIUの博士課程の学生、折笠一恵さんの足跡をたどっています。オリカサ氏は最近、NASA宇宙技術大学院研究機会(NSTGRO)フェローシップを獲得し、それが月の表土材料を3Dプリントするアギアール氏のプロジェクトの基礎を築いた。アギアール氏と同様に、カズエ氏もFIUプラズマ形成研究所でアガルワル氏の指導の下で働いており、現在はNASAの有力なエンジニアや科学者と協力し、材料の機械的、熱的、放射線遮蔽特性を向上させる1次元および2次元の材料ポリマー複合材料の開発に取り組んでいます。


△Brendan AguiarがMaterials Research Society (MRS) 会議で発表します。

アルテミス計画が近づくにつれ、NASA は月探査への関心を再燃させ、次世代の科学者に革新を促しています。

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