ムーンライズ:月面レゴリスをレーザーで溶かして月面に構造物を構築

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月は地球に最も近い天体の隣人ではありません。また、今後数年間で火星またはそれ以上に行く予定のミッションの自然な中間点でもあります。 NASA、ロスコスモス、ESA、中国などの宇宙機関が近い将来に宇宙飛行士の派遣ミッションを派遣し、深宇宙へ向かうミッションの補給と補給に使用できる基地を建設することを望んでいるのは、それでも不思議ではありません。

これまでのところ、月面基地に対する提案はすべて、その場での資源利用(ISRU)と3Dプリンティングに重点が置かれており、ロボットは月面レゴリスから基地を製造します。この目的のために、レーザーツェントラムハノーバー(LZH)とブラウンシュヴァイク工科大学の宇宙システム研究所(IRAS)が協力して、月の塵を建築材料に変えることができるレーザーシステムを開発しました。

地元の資源を使用して建築材料を生成する機能は、宇宙探査の将来にとって絶対必要です。現在のところ、月にペイロードを打ち上げるコストは依然として法外に高く、1キロあたりおよそ78万ドル(1ポンドあたり35万5千ドル)と見積もられています。このため、最も費用対効果の高い計画では、月面ですべてを直接製造する必要があります。

レーザー技術とローバーデザインの融合を目指すMOONRISEプロジェクトに入ります。 Niklas Gerdesとして、 LZH、 LZHプレスリリースで説明:

「私たちは、月の塵を溶かすことになっているレーザーシステム、いわゆるレゴリスを月に持っていきたいと考えています。したがって、3Dプリンティングであるアディティブマニュファクチャリングを月へと導く最初のステップを踏み出します。」

として 技術デモ、MOONRISEの目的は、重量が3 kg(6.6ポンド)を超えないIRAS / LZH科学チームによって設計された軽量レーザーシステムを検証することです。具体的には、チームはそれがより大きなレーザーの体積を持ち、月のレゴリスを溶かし、それを使用可能な用途の広い建築材料に変換できることを証明したいと考えています。

探求されているさまざまな3Dプリントの概念と同様に、ここでのアイデアは、月のレゴリスを溶融したセラミックに変えることです。次に、この粘性のある液体が印刷され、極寒の月面環境と接触すると凍結して、構造の基礎、壁、内部が形成されます。この方法は、ESAがISSの後継者として機能する月面基地である、提案されたインターナショナルムーンビレッジの建設を計画している方法の1つです。

計画はによって提供された就航飛行に乗ってムーンライズを打ち上げることです PTS科学者、ベルリンに本拠を置くNewSpaceの会社で、月への手頃なアクセスを提供することに専念しています。ミッションのために、MOONRISEは専用車両-自律着陸およびナビゲーションモジュール(ALINA)と四輪月面車-Audi lunarを介して月に配信されます クワトロ.

そこに到着すると、MOONRISEはレーザーを使用して、レゴリスを事前定義された構造に溶かします(プロセスは高解像度カメラを使用して記録されます)。月面実験が成功したと判明した場合、研究チームは、テクノロジーがスケールアップされて、基礎、経路、着陸面などの月面インフラストラクチャ全体を生成することを期待しています。

これは、最先端の研究を支援することに専念しているフォルクスワーゲン財団から提供された資金で9か月間行われてきたテストの集大成を表しています。 IRASのEnrico Stoll教授が説明したように、これは長年の努力と有利なコラボレーションの集大成でもあります。

「IRASとLZHは、2015年以来、MOONRISEテクノロジーの基盤となるプロセスに共同で取り組んできました」と彼は言った。 「プロジェクトを通じて、私たちは歴史上初めて、地球と地球の軌道の外で積層造形を示す機会を得ました。」

以前のテストの結果は有望で、システムのレーザーハードウェアと光学系を検証しました。科学チームはまた、レーザーがそれらを溶かすことができるかどうかを確認するために、月のレゴリスにますます類似する材料を使用しています。現在、チームは、月面ローバーの積載コンパートメントにレーザーを組み込んで下面から発射できるようにレーザーの統合に取り組んでいます。

統合プロセスが完了したら、システム全体をテストして、宇宙を旅しても生き残ることができるかどうかを確認します。この場合、打ち上げに伴う物理的な衝撃と大きな温度差にさらされます。他のテストには、低重力環境でのレーザーの動作が含まれます。 LZH科学総局の議長であるLudger Overmeyer教授は次のように述べています。

「新しく開設された研究センターHITec(ハノーバー工科大学)と「アインシュタインエレベーター」により、ハノーバーブラウンシュヴァイクの大都市圏で将来最高の宇宙研究を実施するために必要なインフラストラクチャーを利用できます。アインシュタインエレベーターを使用すると、月の周囲条件と重力条件をシミュレートできます。この大規模な研究ユニットでの実験は、月面などの条件下で、並外れたプロジェクトの確固たる基盤を形成しています。」

「すでに利用可能なハードウェアコンポーネントで月のレゴリスを処理できるという計画された直接証明は、将来のミッションの計画にとって非常に重要です」とIRASのエンジニアであるStefan Linkeは言いました。 「したがって、私たちの宇宙の隣人の表面でのより大きくより持続可能なプロジェクトが可能になりつつあります。 「

月面テストの結果に関係なく、このプロジェクトでは、月面での3Dプリントの実行可能性に関する貴重な科学的および技術的データが提供されます。最後に、これらのテストや他のテストは、インターナショナルムーンビレッジや今後数十年に建設される他の月の前哨基地を建設するためのすべての将来の取り組みに通知するのに役立ちます。

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