NASAのエウロパ・クリッパーは3Dプリントされたトポロジー最適化ブラケットを使用し、5年半宇宙を飛行する。

この投稿は warrior bear によって 2024-12-30 21:37 に最後に編集されました。

2024 年 12 月 30 日、アンタークティックベアは、NASA のジェット推進研究所 (JPL) から待望の NASA エウロパクリッパーが打ち上げられ、長年の献身的な作業の集大成となったことを知りました。何百人ものエンジニア、科学者、研究者が、木星の氷の衛星エウロパまでの5年半の旅に備えて、宇宙船の設計、構築、テストに数え切れないほどの時間を費やした。

さまざまなコンポーネントの中で、JPL 積層造形チームにとって重要なマイルストーンとなったのは、トポロジー最適化ブラケットを組み込んだことです。これは、NASA の厳格な 6030 規格を満たすために、Al6061R2 材料を使用して EOS M290 プリンターで 3D プリントされました。
エウロパクリッパー宇宙船<br /> エウロパ・クリッパーは、木星の氷の衛星エウロパの初めての詳細な調査を行うために設計された、太陽光発電のロボット宇宙船です。探査機は木星を周回し、エウロパを50回近く通過して、エウロパの表面下に生命が存在するのに適した領域があるかどうかを調べる予定だ。
△このアーティストによる想像図は、NASA のエウロパクリッパー宇宙船が木星の周りを周回する巨大ガス惑星の氷の衛星エウロパ (右下) を飛行する様子を描いています。このミッションは2030年4月に木星に到着する予定で、エウロパの詳細な科学的調査を行うことに特化した初のミッションとなる。画像提供: NASA/JPL-Caltech
太陽電池パネルを展開すると、エウロパ・クリッパーはバスケットボールコートほどの長さ、100フィート（30メートル）以上の大きさになる。宇宙船本体は、航空電子機器ライブラリ、無線周波数モジュール、推進モジュールで構成されています。打ち上げ時のエウロパ・クリッパーの重量は約13,000ポンド（6,000キログラム）となる。その重量のほぼ半分は燃料、つまり約6,000ポンド（2,750キログラム）の推進剤となる。
エウロパ・クリッパーの 9 つの科学機器は、太陽系外縁部を探査するためにこれまでに飛行された機器の中で最も先進的かつ高感度です。一部の機器センサーは天底デッキに取り付けられており、フライバイ中に安定してエウロパに正しく向けられるようにします。これら2つの機器は、宇宙船の動きと反対方向に移動するガスと塵を捕らえるように設計されています。レーダーアンテナは宇宙船の太陽電池アレイに直接取り付けられています。さらに、宇宙船の磁力計とプラズマセンサーは宇宙船から伸びるブーム上に設置されており、宇宙船からの障害物や磁気干渉を軽減します。機器の電子機器は放射線から保護するために金庫に収納されています。
エウロパクリッパーミッション<br /> エウロパ・クリッパーは、NASA によるエウロパ探査に特化した初のミッションです。エウロパは木星の4つの最大の衛星のうちの1つであり、1610年にガリレオ・ガリレイによって発見されました。ガリレオやボイジャーなどの過去のミッションでは、エウロパの氷の表面を垣間見ることができましたが、今回のミッションは、エウロパの居住可能性のみに焦点を当てている点でユニークです。エウロパは厚い氷の殻の下に地下海があると考えられており、科学者たちはその環境が生命の基本的な条件を保っている可能性があると推測している。

この宇宙ミッションの主な目的は、エウロパに生命を維持するために必要な要素、つまり液体の水、エネルギー、適切な化学構成要素があるかどうかを調査することです。エウロパ・クリッパーは生命を直接検出するようには設計されていないが、搭載されている一連の高度な機器は、居住可能な兆候を探すために衛星の表面と地下を分析します。
エウロパの表面は広大な氷床だが、科学者たちはその下に地球上のすべての海を合わせたよりも多くの水を含む塩辛い海があると考えている。何キロメートルもの氷の下に隠されたこの海は、何十年もの間研究者を魅了してきました。エウロパの海が液体のままなのは、木星の巨大な重力によって潮汐力が生まれ、それが表面下で摩擦と熱を生み出すためである。
エウロパ・クリッパーは、氷の厚さを測量し、液体の水たまりを検出するために設計された機器である氷貫通レーダーを使用して、この隠れた海を探査します。この海の深さと構成を理解することは、それが生命にとって適切かどうかを判断する鍵となります。

木星の強力な放射線は、このミッションに大きな課題をもたらします。エウロパの軌道は、太陽系内で太陽に次いで最も危険な放射線環境の一つである。木星の強力な磁場にさらされると、繊細な宇宙船の電子機器が損傷する可能性がある。この問題に対処するため、Europa Clipper には電子機器を放射線から保護するための特別に設計された金庫が装備されています。さらに、宇宙船の軌道は、木星の厳しい放射線帯に滞在する時間を最小限に抑えるように慎重に計画されました。
こうした放射線の課題を背景に、NASA のエンジニアリングチームは、ほとんどの宇宙船にとって致命的となるような状況でも、宇宙船がミッション全体にわたって機能し続けるよう、最先端の保護技術を設計するに至りました。
エウロパ・クリッパーには、太陽系外にこれまで送られた科学機器の中で最も先進的なものの一つが搭載されています。これらのツールにより、宇宙船は計画されている49回のフライバイ中にエウロパの表面構成、地質、大気に関するデータを収集できるようになります。

エウロパ・クリッパーミッションのハイライトは、ミッションクリティカルなコンポーネントを製造するために積層造形 (AM) を使用することです。トポロジー最適化ブラケットは、JPL の EOS M290 プリンターで Al6061R2 アルミニウムを使用して 3D プリントされ、宇宙探査における 3D プリント技術の応用における画期的な出来事となりました。ブラケットは厳格な NASA-6030 規格を満たすように設計されており、宇宙の過酷な条件でも構造の完全性と性能を保証します。
3D プリント技術を使用すると、宇宙船の特定の要件を満たす複雑で軽量なコンポーネントを製造できるため、重量が軽減され、効率が向上します。この画期的な成果は、付加製造技術の進歩と、次世代の宇宙船の建造におけるその役割の拡大を示しています。
2024年10月、エウロパ宇宙船はSpaceX社のファルコン・ヘビーロケットで打ち上げられ、約18億マイル（29億キロメートル）の距離をカバーする木星までの5年半の旅を開始する。宇宙船は重力の助けを借りて火星と地球を通過し、太陽系外への長い旅に必要な速度を獲得する。 2030年に、エウロパ探査機は木星の軌道に入り、エウロパの詳細な調査を開始する予定だ。
今後数年間、宇宙船チームは運用を改良し、科学機器をテストして、最適に機能することを確認します。計画されているエウロパへの49回のフライバイは、それぞれエウロパの表面と地下に関する新たな知見をもたらし、生命が存在する可能性についての物語を徐々に明らかにしていくだろう。

NASAのエウロパ・クリッパーは3Dプリントされたトポロジー最適化ブラケットを使用し、5年半宇宙を飛行する。

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