ドイツのスタートアップ、オービタル・マターは、同社の小型衛星「レプリケーター2」が宇宙空間で3Dプリントにより長さ約50センチの剛性梁を製造したと発表しました。軌道上を自由飛行する宇宙機による3Dプリントとしては初めてだとしています。宇宙空間で大型構造物を建設するための一歩となります。
ポイント
- 独オービタル・マターの小型衛星「レプリケーター2」が、軌道上で3Dプリントにより長さ約50センチの梁を製造
- 同社の3Dプリンター4台を搭載。樹脂を押し出し、紫外線で硬化させて梁を形成
- 2028年打ち上げ予定の実証ミッションでは、5kWの電力を生成する太陽電池アレイの展開を目指す
- 欧州宇宙機関（ESA）やテレス・アレニアと協力
宇宙での3Dプリント技術
オービタル・マターの小型衛星「レプリケーター2」は、今年夏にスペースXのライドシェアミッションで打ち上げられました。衛星には同社の3Dプリンターが4台搭載されています。各プリンターは、樹脂のコイルを押し出し、紫外線で硬化させることで、剛性のある円筒形の梁を作り出します。同社はこのプロセスをセメントと水に例えています。
この技術が重要なのは、将来の宇宙機がより多くの電力を生成し、より多くの熱を宇宙空間に放射する必要があるためです。特に軌道上のデータセンターとして機能する場合には重要になります。また、宇宙機は打ち上げロケットのフェアリング（先端の覆い）の狭い空間に収まる必要があります。宇宙空間で機器を建設できれば、電力と熱放散の課題を解決しやすくなる可能性があります。
オービタル・マターのCEO兼共同創業者であるヤクブ・ストイェク氏は「レプリケーター2は、ミッションの要求に応じたサイズのアレイを宇宙空間で簡単に構築できることを証明した最初の例だ」と述べています。同社は欧州宇宙機関（ESA）や欧州の大手衛星メーカー、テレス・アレニアと協力しており、レプリケーター2でも協働しました。
従来の宇宙構造物との違い
現在の宇宙空間の大型構造物は、折り紙のように折りたたんで軌道上で展開する方式です。大型の太陽電池アレイや望遠鏡の鏡は折りたたまれ、軌道上で展開されます。これは難しい工学プロジェクトであり、宇宙空間で構造物を製造・組み立てるアイデアは魅力的です。NASAはこのアイデアに資金を提供しており、特に2023年にレッドワイヤー社とのミッションで真空チャンバー内で3Dプリントによる構造梁を製造しましたが、宇宙空間での実証には至っていません。
オービタル・マターのプリンターのうち2台は、柔軟な太陽電池アレイを展開するように設計されていますが、異常により1台のプリンターが故障しました。それでも、製造されたブームは太陽電池アレイの展開に成功し、重要な概念実証となりました。これまでの微小重力下での3Dプリントは、国際宇宙ステーション（ISS）内の加圧環境に限定されていました。
オービタル・マターのCTO、ロバート・イフナティシン氏はTechCrunchに対し、「だからこそ、この1機の衛星にこれほど多くのプリンターを搭載した。地上で考えられるすべての可能性をテストして何年も無駄にするよりも、軌道上で学び、必要に応じてソフトウェアを適応させることを選んだ」と語りました。
今後の計画
ブームの長さは衛星に搭載された樹脂の量によって制限されますが、同社のエンジニアは100メートルのブームも実現可能だと考えています。比較として、スペースXのスターリンクV2衛星は、軌道上で最も強力な量産衛星の一つであり、長さ20メートルの太陽電池アレイを使用しています。
オービタル・マターは2022年、3Dプリンティング企業フォームラボ出身のイフナティシン氏とストイェク氏によって共同設立され、300万ドル（約4億6500万円）のシードラウンドで資金調達を行いました。
現在、オービタル・マターは2028年に打ち上げ予定の別の実証ミッションに取り組んでいます。このミッションでは、より大型の衛星に大型版のプリンターを搭載し、5kWの電力を生成できる太陽電池アレイを展開することを目指しています。これは、2030年までに翼あたり100kW以上の大規模展開に向けた「踏み石」となるものです。
同社はまた、太陽電池パネルやアンテナなどのコンポーネントを展開するために、自社のPADS（プリンター支援展開システム）を宇宙機に組み込むことを検討している衛星メーカーとも協力しています。
