素材を打ち上げて、宇宙空間で3Dプリント：NASAも支援する新技術「SpiderFab」

人工衛星は現在、地上で何回もチェックを受けたあと、きれいに折り畳まれてから、巨大ロケットに搭載されて打ち上げられる。宇宙空間に到着したあとは、注意深く展開されなければならず、このプロセスがミッションの失敗につながる場合もあった。また、1回の打ち上げで搭載できる機材にも限界があった。

けれども、米国のTethers Unlimited社は、従来のパラダイムを変えようとしている。同社が開発しているシステム「SpiderFab」は、3Dプリントなどの先端製造技術を使用しており、大規模な宇宙構造物を製造できる可能性があるのだ。

最近米航空宇宙局（NASA）から50万ドルの支援を受けた同社は、最終製品でなく素材を打ち上げることによって、非常にコンパクトで頑丈なかたちにすることができ、大量の素材を送ることができると主張している。同社によれば、「製品を打ち上げるのではなく、プロセスを打ち上げるのだ」。

軌道では、クモのようなかたちをしたロボットが、3Dプリント技術によって長いビームを成形し、これらを結合コンポーネントによって、より大型の構造物と連結する。その後、基盤構造の上部に、ソーラーパネルなどの機能的コンポーネントが設置される。

「ちょうどクモが網をはるやり方に似ている」と、Tethers Unlimited社の最高経営責任者（CEO）で主任科学者のロブ・ホイトは説明する。「（ロボットには）多数のアームがあり、それにより構造物をつかんだり、扱ったり、結合したりする」

SpiderFabにはふたつのアプローチがある。ひとつは軌道上に製造ステーションを設けるという方法で、もうひとつは各衛星が自らを組み立てるメカニズムを開発する方法だ。

Tethers Unlimited社は現在のところ、「AIAA Space 2013」カンファレンスで発表された報告書（PDF）に記載されている通り、後者の方法を検討している。

軌道上の製造ステーションでは、組み立て後に衛星を適切な軌道へと移動できるような発射メカニズムを必要とする。だが、自己組み立て式の衛星は、複雑なものの、最初の行路で正しい軌道に位置されるので、こうした余分な作業を必要としないからだ。

このような技術にとっての主な課題は、宇宙空間に空気が存在しないということだ。地球上では、製造過程で発生した熱は、周囲の空気によって、ある程度除去されるが、宇宙ではこのようにいかない。

さらに、直射日光が当たる場所の気温は、影になる場所よりも数百度も高くなりうる。こうした大きな温度の変化は素材の伸縮を引き起こす可能性があり、何かを始めから組み立てる場合に不都合となる。

TEXT BY KADHIM SHUBBER

IMAGE BY TETHERS UNLIMITED

TRANSLATION BY TOMOKO MUKAI/GALILEO