宇宙が最後のフロンティアであるならば、私たち巡礼者は学ぶべきことがたくさんあります。これまでのところ、私たちは地球の大気の薄い外皮をはるかに超えて冒険することはほとんどありません。なぜ？なぜなら、重力井戸に供給ラインをぶら下げなければ、私たちはまだ宇宙で長く生き残ることができないからです。
しかし、先週末、私たちは地上への依存を断つために重要となるかもしれない一歩を踏み出しました。メイド・イン・スペース—シンギュラリティ大学2010 年の SU で思いついた会社大学院研究プログラム—初の3Dプリンターを宇宙に打ち上げた。
インストールして起動したら、メイド・イン・スペース共同創設者のアーロン・ケマー、ジェイソン・ダン、マイク・チェンは、新しい時代が始まると信じています。軌道上、深宇宙、月、火星、そしてその先で、必要なものを必要なときに製造する時代。
もちろん、私たちは数十年にわたって地球側でオブジェクトを 3D プリントしてきました。なぜこれまでに行われなかったのかと疑問に思われるかもしれません。簡単に言えば、複雑です。
地球上では、重力が自然に引っ張る3D プリンターの液状プラスチックがプリントヘッドから排出されます。軌道上？そんな幸運はない。さらに、対流も重力によるもので、予想どおりプラスチックに熱を伝えたり、プラスチックから熱を奪ったりします。宇宙で？対流はありません。また、3D プリンターは有害なガスを放出するため、最も近い新鮮な空気の息吹から 200 マイル離れた密閉された箱内に置くのは理想的ではありません。
Made In Space の共同創設者である Jason Dunn と Mike Chen は、模擬微小重力環境で自社の技術をテストしています。
解決策を考案するのに、4 年の歳月と「嘔吐彗星」での 500 回の放物線飛行が必要でした。と呼ばれる最終製品ゼロGプリンター、低重力下でも印刷でき、打ち上げに耐えられるほど頑丈で、NASA によって安全であると認められています。
ゼロGは8月に行われたSpaceXの最新補給ミッションについて。しかし、さまざまなスケジュールや技術的な問題により、ミッションは9月に延期されました（珍しいことではありません）。その後、先週土曜日の早朝に予定されていた打ち上げ枠で、さらに遅れが発生しました。今回はフロリダの天候が不安定でした。
しかし、度重なる遅れは失望するどころか、チームの決意をさらに強めた。こうした不具合や延期、停止と開始、そして一般的な信頼性の欠如が、3D プリンティングが宇宙探査を良い方向に変える可能性がある理由です。
「今日、私たちは皆ここでロケットの打ち上げを待っています。昨日も待っていましたが、火曜日か木曜日まで待つことになるかもしれません」とメイド・イン・スペースのCEO、アーロン・ケマーは週末に語った。 「そして、これが私たちの宇宙ミッションのやり方の問題です。私たちのプリンターを使って、私たちはそれを変えています。もう『ロケットが打ち上げられることを願っています。宇宙飛行士たちはその修正を本当に必要としているから』と言う必要はありません。」
たまたま、火曜日か木曜日まで待つ必要はありませんでした。 SpaceX ファルコン 9 は日曜日に打ち上げられ、昨日宇宙ステーションに接続されました。
Made In Space 3D プリンターと 3D プリント ツール。
プリンターがステーションにセットアップされると、Made In Space へのリンクが確立され、印刷が開始されます。初期のプリントは、プラスチックの特性をテストするための小さなプラスチックのパッチまたは「クーポン」でした。その他のアイテムには、さまざまなプラスチック製のツールや学生がデザインしたオブジェクトが含まれます。
ただし、これはすべて最初のステップにすぎませんが、より広範で野心的な課題に取り組んでいます。宇宙で印刷した最初の物体を地上に戻して大規模なテストを行った後、同社はより丈夫なプラスチックを印刷できる大型プリンターの製造を開始する予定だ。
未来の一部になる
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第 2 世代のプリンター、積層造形施設、来年宇宙ステーションに飛びます。宇宙飛行士が使用できるだけでなく、オープン プラットフォームとしても機能し、地上にいる誰もが自分のプロジェクトでプリンターの使用を申請できるようになります。
このプリンタは、宇宙ステーションで使用するツールや部品を製造する手段を提供することに加えて、宇宙技術の革新を加速することも期待されています。
エンジニアは、設計を反復するために何年も待つ代わりに、プリンタを使用して毎週毎週、スペースに適しているかどうかをより迅速にテストできます。あるいは、研究者がキューブサットの内臓を送り込むかもしれない—一辺が 10 cm の、平らで省スペースな回路基板の積み重ねで、宇宙飛行士に衛星のフレームを印刷して組み立ててもらいます。
将来のモデルでは、プリンタの材料の選択肢が拡大し、たとえばプラスチックから金属まで多様化する予定であり、さらに将来的には、Made In Spaceリサイクル施設壊れたツールや時代遅れのツールが溶解され、再印刷される可能性があります。
初期の世代は地球周回軌道上で小さなアイテムをプリントするでしょうが、3D プリントは最後のフロンティアをさらに探索するための鍵となる可能性があります。このプリンターは微小重力環境でも動作しますが、月や火星でも動作するはずです。実際、チームは、利用可能な資源を使用して他の惑星に構造物をロボットで印刷すること、つまりまさに陸地で生活することを構想しています。
実際、彼らはすでに、シミュレートされた月の塵を使用して 3D プリントする方法を開発しています。
3D プリンティング技術はスタートレックの魔法のレプリケーターには遠く及びませんが、この技術は同じ問題を解決することを目指しています。そしてそれはすでにかなり良い仕事をしています。
深宇宙へ旅したり、火星でお店を構えたり、誰も行ったことのない場所へ行くには、ほぼ完全な自給自足が必要です。もし Made In Space が思い通りになれば、信頼できる 3D プリンターが搭載されていない限り、未来の宇宙冒険家は地球の軌道を破ることはできないでしょう。
[メディアクレジット:スペースX,メイド・イン・スペース,ブラックロック]
ジェイソンは SingularityHub の編集ディレクターです。彼は科学とテクノロジーに進む前に、金融と経済について研究し、執筆しました。彼はほとんどすべてのことに興味を持っていますが、特に人工知能、コンピューティング、ロボット工学、バイオテクノロジー、神経科学、宇宙における大きなアイデアや進歩について学び、共有することが大好きです。