上海富志Raise3DがSpaceXロケットの回収と再打ち上げを加速

この投稿はLittle Soft Bearによって2021-4-7 12:39に最後に編集されました。

出典: Raise3D

はじめに: イーロン・マスクはスティーブ・ジョブズに次ぐ現代の最も偉大な起業家だと言う人もいます。マスクが設立した数多くの企業の中で、SpaceX は間違いなく最も輝くダイヤモンドです。人類を多惑星文明にするという彼の企業ビジョンにより、SpaceX はアメリカの卒業生が最も入社したい企業にもなっています。他の国の宇宙機関、そして後に他の商業宇宙機関と比較して、SpaceX の勝利の秘訣は何でしょうか?
△マスク氏は演説で「火星植民地化計画」の火星基地アルファを公開した
休日の花火よりも頻繁に打ち上げられる
SpaceX はどのくらいの頻度で打ち上げますか? 2020年、SpaceXは26機のロケットを打ち上げ、そのうち26機が成功しました。総打ち上げ数で見ると、世界の商業宇宙旅行の70％を占めています。

△データソース：Space Enthusiasts Network しかし、打ち上げ回数と比較してさらに衝撃的なのは、SpaceXの2020年の打ち上げはすべてファルコン9ロケットを使用したことだ。
図 | ファルコン 9 ロケットファミリーファルコン 9 は、ファルコンヘビーに次ぐ大型ロケットです。フルパワー時には、9 基のエンジンが毎秒 3,200 ポンドの燃料と液体酸素を消費し、約 850,000 ポンド (38.55 トン) の電力と、低地球軌道での 22.8 トンのペイロード質量を生成します。

これにより、SpaceXのロケットは「1つのロケットで複数の衛星」、さらには「1つのロケットで数百の衛星」を打ち上げることが可能になり、軌道上に打ち上げられる宇宙船の数でも大きくリードすることになる。
△SpaceX Starlinkプロジェクトが1つのロケットで複数の衛星を打ち上げる概略図。以下の世界統計から、SpaceXの打ち上げ回数と軌道上の宇宙船の数を比較的明確に把握できます。SpaceXは米国の軌道上の宇宙船打ち上げの90％を担当しています。 SpaceX以外の世界のすべての機関（米国の他の機関を含む）が企業化された場合、それらの機関が軌道上に打ち上げた宇宙船の総数は、SpaceXの半分にしかなりません。これらすべてが、2020年に米国で流行が続いている間に完了したことを知っておく必要があります。今年1月以来、SpaceXは平均して10日に1回の打ち上げを行っています。この効率の基盤となっているのは、SpaceXロケットのモジュール式組み立ておよび回収機能です。

リサイクル、改修、反復 - 人間工学技術の限界に挑戦
SpaceXのロケット第一段回収技術は、同社が有名になったきっかけである。2015年の最初の成功以来、メディアや一般大衆は長い間それに慣れ親しんできた。 2017年には14回の試みが行われ、そのすべてが成功し、そのうち4回は「中古ロケット」の打ち上げだった。ファルコンヘビーロケットは2018年4月に初めてテストに成功した。左右の2つの「束ねられた」ブースターは、実は以前無事に回収されたロケットの第1段ブースターであり、真ん中のブースターはロケットの新品の第1段ブースターだった。新しいファルコン 9 ロケットは、新品のファルコン 9 ロケットとリサイクルされた第 1 段ブースター 2 基に相当します。
△ファルコン・ヘビーロケットが着陸中。新品のファルコン9ロケットの価格は5,500万～6,200万ドルで、同様のアトラス5やデルタ4の1億～4億ドルよりはるかに安い。再使用型ロケットならではの技術により、メンテナンス後に再び「中古ロケット」が登場すると、価格は新品ロケットに比べて30％程度安くなりますが、搭載量に差はありません。これにより、競争力がさらに高まります。

同時に、ロケットをリサイクルすることで、エンジニアはロケットの重量と燃料をよりよく理解し、構造を最適化することができます。ファルコン9ロケットを例にとると、バージョン1.1からFTへのアップグレードでは、F9 FTの重量はF9 v1.1と比較して10％未満しか増加しませんでした。9基のマーリン1-Dの推進能力は588トンから761トンに増加し、30％増加しました。低軌道の積載量は9トン増加し、以前のバージョンのペイロードの約70％になりました。

Raise3D が SpaceX ロケットの改修にどのように貢献しているか<br /> Elite Aerospace は SpaceX の重要なサプライヤーの 1 社として、SpaceX の航空宇宙コンポーネントの一部の改修を担当しています。回復後に迅速に繰り返し打ち上げを行うスペースXのビジネスモデルにどう対応するか、またマスク氏の「早ければ早いほど良い」という頻繁な電子メールの要求にどう対処するかが、エリート・エアロスペースの最重要課題となっている。
△写真のファルコン1段目ブースターは6回目に使用されました。ファルコンロケットを改修する際、まず交換または修理が必要な部品を特定し、次に修理処理技術を決定し、その後、処理技術に基づいてカスタマイズされた固定具を開発します。

打ち上げられるロケットはそれぞれ反復があり、実際に損傷するロケットの部品も異なるため、事前に予測することはできません。そのため、Elite Aerospace にとって、SpaceX の Falcon ロケット改修ミッションを遂行する上で、固定具をいかに迅速にカスタマイズして開発するかが最大の課題の 1 つとなっています。マスク氏の次のメールにどう返信したらよいか分からなかったちょうどその時、SpaceXのR&DスタッフはElite Aerospaceとのやり取りの中で、Raise3Dの3Dプリンターを使って固定具を作ってみたらどうかと勧めた。

NASAは長年、革新的な開発のためにRaise3Dプリンターを使用してきました。出典：NASA宇宙技術移転プロジェクトレポートNASAの技術を地球に届ける
このアイデアは、サイズが大きく、印刷精度が高く、印刷効率が高く、消耗品の互換性があり、機器コストも抑えられることから、すぐに実現可能であることが証明されました。Raise3D プリンターを使用した後、Elite Aerospace は他の航空宇宙企業と同様に、すぐに Raise3D の熱心なファンになりました。そしていくつかのモデルを購入しました。この技術の使用により、SpaceX の納期要件が解決されただけでなく、プロジェクト全体で数百万ドルの節約にもつながりました。

航空宇宙工学は人間工学技術の典型です。各コンポーネントの生産と組み立て設計には、専門的な分業と処理チェーンのサポートが必要です。今日、3D プリンティングは、このような複雑なエンジニアリングネットワークに欠かせない要素となっています。 Raise3D は、NASA と SpaceX の研究開発およびエンジニアリング担当者が時間を圧縮 (TIME COMPERSSION) するのを支援し、近い将来に人類が火星に移住することに少しでも貢献します。

展示会プレビュー: SpaceXと同じ機器を間近で体験
Raise3D（上海富志）は、5月26日から28日まで国家会展センター（上海虹橋）で開催される2021アジア3Dプリントおよび付加製造展示会（TCTアジア展示会）に参加します。今回の展示会では、間接金属、大型強化炭素繊維、埋め込み人工知能メンテナンスなど、一連の新世代3Dプリント設備、NASA公認レプリカ3Dプリントツール、世界有数のエンジニアリングテクノロジー企業の革新的な事例を発表します。

今から5月1日まで、上記のRaise3D専用展示会登録QRコードをスキャンして訪問の予約をすることができます。50元の無料チケットに加えて、BASF Ultrafuse ABS Fusion+またはLUVOCOM 3F PAHTの限定版カスタマイズ展示会バッジフック記念品も受け取ります。数量限定（各300個）で、先着順です。

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