青州宇宙船が宇宙金属3Dプリンティングのデモンストレーションを完了し、軌道上での製造の新たな段階に入る

現時点で新しいことがあります。ライトボート試験宇宙船が空に現れた。非常にハードコアに聞こえることをやりました。中国科学院力学研究所と超小型衛星イノベーション研究所は共同で軌道上で金属を製造した。これは宇宙金属積層造形技術の実証・検証に相当します。つまり、スペースメタルの3Dプリンティングは成功したということだ。

これがなぜ重要なのでしょうか?地上では比較的簡単に印刷できますが、宇宙では状況が異なります。微小重力環境は、地球の重力を軽減するようなものです。水滴は浮遊状態となり、金属滴も浮遊します。液体ブリッジは不安定な状態にあります。溶融池は小さな流れる湖のようなものです。では、誰がそれをコントロールするのでしょうか？それは技術と制御に依存します。しかしその分、軽量化の面も考慮する必要があります。発射時に揺れても崩れません。したがって、電源をどのように接続するか、データをどのように送信する必要があるか、テレメトリと遠隔制御はスムーズでなければならず、宇宙船の自動操作は安定していなければならず、軌道上の安全性も保証されなければなりません。こうした一連の問題は明らかに存在しており、それらすべてを 1 つずつ克服する必要があります。

今回打ち上げられたペイロードは力学研究所が開発し、マイクロサテライト研究所が搭載適応と遠隔制御操作を担当した。工程の分業が明確でした。その後、軌道上に到着し、地上の指令に従って自動的に起動しました。レーザーヒューズ方式を採用しました。レーザーを照射すると金属線が溶けて一層ずつ積み重なっていきました。歯磨き粉を絞るようなものですが、温度は高めです。プロセス全体は比較的安定しているように見えました。画像とデータが返送されました。複数のリモート起動と停止の後でも、安定した状態を維持できます。何も問題は起こらない、それがすべてではないでしょうか?

困難はどの程度克服されたのかと疑問に思う人もいるかもしれません。今回は、ペイロードが宇宙船のプラットフォームに適合するかどうか、プロセス全体が自動的かつスムーズに実行できるかどうか、データ画像を確実に送信できるかどうか、そしてこの溶融堆積プロセスが宇宙環境で実行可能かどうかなど、いくつかのことに焦点を当てます。私たちはこれらの側面に対する答えを持っています。これはどういう意味ですか？これは、貨物宇宙船を使用して宇宙金属製造の通常の積載検証を行うための基盤をすでに備えていることを意味します。手配次第でテスト可能です。もっと頻繁にやりたくないですか？

なぜ空で金属を作らなければならないのかわかりません。これの目的は何ですか?正直に言うと、昔は空を飛ぶときは使うものを積んでいましたし、予備の部品もすべて見積もりに基づいていました。今、私たちは必要なものを構築する方向に発展することが期待されています。部品が破損した場合でも、慌てずにその場で交換してください。ナットを紛失した場合は、その場でパンチしてください。構造物にひび割れがあった場合は、現場で補修してください。このようにして、軌道上での製造とメンテナンスをより柔軟に行うことができます。しかし、深宇宙ミッションは遠いところにあります。後方支援には困難が多い。自分で作って使うと、より信頼でき、安心感が増します。

大型ステント全体を一度に印刷するという目標を達成しようと急ぐ必要はありません。アプリケーションがいつ実現できるかはまだ未定です。まずは工程をしっかり、次に素材をしっかり、そしてサイズをしっかりと作り、大型部品を作る方向に広げていきます。この作業では、忍耐、改善の繰り返し、軌道上での運用データの長期蓄積に重点が置かれています。誰もが最初は正しくやりたいと思っていますが、宇宙環境は人間のことなど気にしていません。遅いように見えることは、実際にはすぐに達成する方法です。

その後、チームも態度を表明した。より有利な力を集め、タイムスパンを延ばし、より複雑な作業条件を設定し、熱膨張収縮を網羅的に観察し、振動や衝撃条件を徹底的に測定し、標準システムを構築し、エンジニアリングアプリケーションを注意深く磨き上げ、実際に製造して空中で使用できることを皆に示すことから開発します。この進歩は決して小さくありません。

まずは、次回は材質を変えるのか、工程を変えるのか、レーザーヒューズだけでなく粉末も可能なのか、溶接も連携できるのかなどを聞いてみると良いでしょう。答えは主に、段階的に拡大することです。最初のステップはメソッドを安定させること、第 2 ステップはアプリケーション シナリオを追加すること、そして第 3 ステップは仕様要件を増やすことです。安全が最優先であり、安定性が鍵であることを忘れないでください。

この問題は長期的な重要性を持っています。宇宙大国にとって重要なのは、十分に高く飛ぶことだけではなく、製造において優れた性能を発揮し、十分に長く使用できることも重要です。宇宙経済が良好な発展傾向を達成したい場合、地上の供給だけに依存することは長期的な解決策ではなく、空中での製造がその入り口となります。こうやって大きな絵が展開されていく感じでしょうか？

全体として、今日は単なる出発点にすぎません。検証に合格すると、かなり良いメッセージが表示されます。そして、私たちは次の進歩の波に注意を払う必要があります。このウェーブには時間がかかり、より大きなオブジェクトが含まれ、より現実的な作業条件が必要になります。主要なスペアパーツがいつ軌道上で製造できるようになり、いつ深宇宙ミッションが提供できるようになるかというニュースを待ちましょう。