ETH チューリッヒ、小惑星探査用の三脚ホッピングロボットを 3D プリント

2022年6月24日、アンタークティックベアは、スイス連邦工科大学の研究者が3Dプリントを使用して、宇宙の小惑星を探索するために使用されるスペースホッパーと呼ばれるロボットを作成したことを知りました。

これは、強度と超軽量性を兼ね備えた炭素繊維強化材料から 3D プリントされた手足を備えた 3 本足ロボットです。これはまだ試作品だが、設計者は将来的にこの低重力移動プラットフォームを小惑星に配備し、貴重な資源の特定に役立てることを目指している。

「小惑星は太陽系の構成要素です。小惑星は豊富にあり、宇宙で人類が活動する上で重要な資源となります」とSpaceHopperチームは説明している。「しかし、小惑星の環境は厳しく、新しい独自の解決策が必要です。SpaceHopperロボットはまさにそれを可能にし、太陽系の未知の部分を探索できるかもしれません。」

△小惑星探査ロボット「SpaceHopper」
宇宙を飛び回るロボットを作る

9か月前、SpaceHopperの開発者らはロボットの設計と構築を開始した。彼らはこのロボットを、宇宙で有益な資源を発見できるだけでなく、科学者の最も基本的な疑問のいくつかに答えることができる探査ツールとして位置付けていた。

このロボットのジャンプ機構は、無重力状態でも大きな跳躍が可能になるほか、必要に応じて科学機器を運んだり、狭い空間を移動したりすることもできる。 SpaceHopper は、従来の着陸機よりも正確な着陸機能を備えており、跳ね返りを最小限に抑え、積載物をより適切に保護します。

開発チームは3Dプリント会社Scheurer Swissと協力し、付加製造技術を使用してロボットのプロトタイプを開発しました。これにより、ロボットの脚を細くし、柔軟性を損なわずに重量を軽減することができました。

Scheurer Swiss 社の最先端の繊維複合技術と 3D プリントに関する専門知識が、主要プロジェクトの成功に貢献しました。

△SpaceHopperの軽量な脚 3Dプリントされた3本足ロボットは、自動的に姿勢を正し、制御された着陸を行うことができ、深層強化学習を通じてプログラムすることもできるという。 SpaceHopper の開発者は、このスキルセットを使用することで、それぞれ大量の水と重金属を含むケレスやプシケなどの小惑星の探査に最適になる可能性があると述べています。
3D プリントは現在利用可能な最も近代的な軽量構造技術の 1 つであり、製品開発における柔軟性、創造性、コスト効率を高め、製造業の未来を形作ります。
△跳ねる宇宙ロボットの電子機器を収納する炭素繊維強化3Dプリント構造
宇宙を探検しよう: 最後のフロンティア

3D プリンティングは航空宇宙分野で新たな用途が見出され続けており、西側諸国の宇宙機関の探査計画を支援する機器の作成によく使用されています。昨年末、ロッキード・マーティンは、MakerBot の技術を使用して、月面探査車用の ABS 部品を 3D プリントし始めました。

同様に、エアロジェットロケットダインは、低コストの宇宙探査ミッションを実現するために、3D プリントされたクアッドスラスタを開発しました。同社はnTopologyソフトウェアを使用してスラスタの主要部品の重量を67％削減し、製造速度と持続可能性を高め、製造コストを3分の2削減したと言われている。

MX3D は、欧州宇宙機関 (ESA) の月面居住地プロトタイプ向けに、材料を節約した 3D プリントの月面「骨格床」の構築にも 3D プリント技術を使用しました。 395kgの軽量格子鋼構造は、将来の月のレゴリス構造の基礎として役立つと言われている。

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