3Dプリンター、宇宙リサイクル、ロボット、未来の「宇宙経済」はどう動くのか？

近年、世界的な商用航空宇宙の台頭により、「宇宙へのアクセス」コストの削減が継続的に推進されており、特にイーロン・マスクの子会社であるスペースXは、ファルコン9ロケットを使用してLEO (低地球軌道) 数万から打ち上げられます. 1 ドル/kg は数千ドル/kg に削減されます. 将来的にスターシップが使用できるようになると、さらに 1 桁のコスト削減がイベントの高い確率を引き起こします.

しかし、新しい宇宙船と打ち上げ技術は、より高いペイロード容量、再利用性、より良い燃料効率を提供しますが、人類が大規模な宇宙開発を望む場合、克服しなければならない困難の 1 つは数年です。 ) 深宇宙ミッションにおける機器および重要な技術。

つまり、長期の宇宙ミッションは、「物質」を地上から輸送するという従来の考え方を変え、持続性の高い宇宙経済の発展にシフトする必要があります。

このプロセスでは、宇宙の製造と設計の革新により、人類が月や火星などを探索するのに役立つソリューションのアイデアが提供されます。

豪華 under under<0x8d>無重力下での3Dプリント

現在、国際宇宙ステーション (ISS) の宇宙飛行士は、地球から部品や工具を輸送するために貨物補充ミッションに依存しており、重要な補充とメンテナンスを得るまでに数か月かかることがよくあります。

しかし、人類が太陽系にさらに侵入するにつれて、補充任務はますます複雑で高価になります。宇宙飛行士は、日常のニーズを満たすだけでなく、不測の事態に対処するために、必要に応じて独自のツールやスペアパーツ、その他の材料を作成する必要があります。

しかし、現在、積層造形を使用することで、この待ち時間は大幅に改善される可能性があります。積層造形は、デジタル モデルを 3D プリント パーツに変換する方法です。 3D プリントは、最も持続可能な技術の 1 つと見なされることが多く、トラック上で部品を製造するために必要な時間とコストを大幅に削減します。

2014 年、NASA とそのパートナーである NewSpace は、最初の 3D プリント押出成形プレートを宇宙でテストし、微小重力がエンジニアリング プロセスに大きな影響を与えず、有人宇宙船の環境で安全であることを証明しました。

国際宇宙ステーションに設置された3Dプリンター

それ以来、国際宇宙ステーションでの NASA の積層造形作業は、ポリマーまたはプラスチックの印刷に重点を置いてきました。 NASAは現在、民間航空宇宙企業と協力して宇宙金属印刷機能を開発しており、将来的にはセラミック印刷が目標です。

宇宙での印刷の利点は明らかです。時間を短縮できるだけでなく、ミッションの信頼性を高めながら、コストを抑え、宇宙船のスペースを解放します。

NASA のマーシャル宇宙飛行センターで 3D プリント プロジェクト マネージャーを務めるニキ ワーカイザー氏はかつて、「宇宙ステーションであっても、リスクとコストを削減できます。長期のミッションや宇宙探査にとって、これは重要な技術です」と述べています。

将来的には、宇宙の生息地や他の惑星の遠隔地にある前post基地を「印刷」するなど、より重要な用途にもなるかもしれません。最終的に、3D プリントは、宇宙で私たちの存在を維持するための重要なテクノロジーを変えるでしょう。

<0xe2><0x96><0xe2><0x96><0x8d><0x8d><0x8d> スペース回収・再利用技術

長期の宇宙飛行で 3D プリントを成功させるには、リサイクル技術が不可欠です。オンデマンド製造では、重要なシステム、生息地、およびミッションの物流を維持するために、材料のリサイクルが必要です。

3D プリントの原料としてリサイクルされた材料を使用することで、将来の長期的な探査作業でそのような材料を大量に運ぶ必要がなくなり、高いコストと負担を節約できます。

国際宇宙ステーションのブラスケム リサイクラーは、そのような施設の 1 つであり、半自動技術による宇宙リサイクルの力を実証しています。

ブラスケムリサイクラー

プラスチック廃棄物を原材料に変換し、3D プリント ツールで使用する、宇宙での閉ループ製造システムを作成しました。さらに、この施設は、有人宇宙探査ミッションにおける現在または将来の問題の解決に役立つ材料の再利用にも使用できます。

ERASMUS は、3D プリント、プラスチック リサイクル、乾熱滅菌機能を統合した新世代のイノベーションです。その後、システムは以前に使用されたプラスチック廃棄物や部品を受け入れ、これらの材料を殺菌して、食品グレードや医療グレードの 3D プリンター フィラメントにリサイクルします。したがって、これらのオブジェクトには、食品や医学的に安全なアイテムが含まれます。



これらの技術を組み合わせることで、深宇宙の探検家は生き続け、物資を得ることができます.

割<0x96><0x8d><0x8d>ロボットの製造と自己修理

火星へのミッション中に、重要なコンピューターやシステムが途中で故障すると、悲惨な結果になります。幸いなことに、製造元の NewSpace は、将来起こり得る技術的障害を予見していました。

宇宙ロボットの製造は、歴史的な瞬間に出現した破壊的技術であり、宇宙への入り方を完全に変え、軌道上でのミッションクリティカルな大規模建造物の作成を支援し、時間の経過とともに修復および再構成する能力を維持します。

たとえば、アーキノート プラットフォームは、大規模で複雑な構造の長距離宇宙構築のための積層造形とロボット アセンブリを組み合わせたテクノロジー スイートです。

Archinautプラットフォーム

伝統的に、大型の恒久的な建造物は高価すぎる (数十億ドルの価値がある) か、建設と打ち上げが非現実的であり、建設と展開には 10 年から 12 年かかります。

大規模で複雑な構造を打ち上げるのではなく、そのコンポーネントを宇宙で作成し、他の高機能モジュラー ミッション機能をそれに取り付けるための安全なプラットフォームを提供することで、お金と時間を節約し、展開のリスクを軽減します。

さらに Archinaut は新しい技術を既存の構造に統合し、新しい宇宙技術の固定と運用をスピードアップします。ソフトウェアを更新しながらハードウェアをインストールおよびアップグレードして、新しいシステムを再構築または展開する必要なく、高レベルの機能を維持します。

将来的には、衛星のようなプラットフォームを戦略的な場所に配置し、新しいテクノロジーが登場したときにそれらをアップグレードすることができます。この宇宙プラットフォームは、迅速な更新と再構成のために設計されており、宇宙事業者が運用条件の変化や新たな環境脅威に迅速に適応できるようにします。

★★★★★持続可能な宇宙サバイバルフレームワーク

宇宙製造はまだ始まったばかりですが、それが約束する持続可能性は、宇宙における私たちの長期的な実行可能な道を強調しています。軌道上での製造と組み立ては、最終的には長期的な宇宙ミッションのツールになり、エネルギーの使用、生体材料、食品の 3D 印刷にも影響を与えます。

これらの革新的な技術の開発は大きな課題ですが、2030 年までに宇宙製造業界は 75 億米ドルに達すると推定されています。持続可能な製造と設計は、宇宙における私たちの存在感をさらに強化し、私たちの能力を維持および強化し、これまで以上に前進することを可能にします。