maxon Story
月面工場のスターターキット
将来計画されるであろう月面基地の建設には、繊維ベースの材料が適しています。MoonFibre プロジェクトでは、研究者たちは過酷な条件下で連続ガラス繊維を生産するための小型システムを開発しました。
月は、その暗い側面も含めて、今では私たちによく知られています。2019 年、中国の探査機が月面に上陸しました。ESA と NASA も新たな月ミッションの計画を進めています。輸送費がそれほど高くなければ、ミッションはさらに進行しているでしょう。月面に 1 リットルの水を運ぶには、なんと 100 万米ドルもの費用がかかります。ISS 程度のサイズの宇宙ステーションの建設材料を単純に輸送すると、費用は 4,500 億米ドルにのぼります。そのためこのプロジェクトでは、地元で入手可能な材料を使用して地球外インフラを構築することを目指しています。月の表面は岩、がれき、ちりで構成されています。この多孔質で緩い岩石はレゴリスであり、その化学組成は鉱物繊維の生産に適した玄武岩に類似しています。
アーヘン工科大学の構造力学および軽量設計研究所 (SLA) と繊維技術研究所 (ITA) は、鉱物繊維を生産するための自動小型紡績工場を開発しました。アポロとルナのミッションにより採取された土壌サンプルを分析した後、レゴリスの模倣物が生成され、17 マイクロメートルほどの細い繊維が紡がれました。
多目的
研究チームは、ガラス繊維製造の生産設備を使うことから始め、プロセスを簡素化し、炭素繊維強化材料で作られた 40 センチメートルの立方体にパッケージ化しました。その立方体内では、月の石は摂氏 1,450 度で溶けてガラスになります。溶融したガラスは、溶融ポットの底にあるノズルから引き出され、連続繊維を形成します。最後に、この連続繊維はスプールに巻き取られます。iBlock は、1 時間あたり最大 180 キロメートルの繊維材料を生産できる能力がなければいけません。
従来の紡績工程は、重力と気圧の影響を受けてしまいます。ここに、月面の状態に適応させる難しさがあります。プラントのコンセプトを設計する際には、弱い重力に加えて、極端な温度変動も考慮されました。
レゴリスから得られるガラス繊維は、月面基地の建設において、非常に多様な用途に用いられることになります。これらは、コンクリートとミネラルウールで作られた繊維強化構造、または布地を製造し、衣服、医療機器、ロープ、およびケーブルの生産に使用できます。ウール素材と不織布は、フィルター、断熱材、遮音材、放射線遮蔽材に使用されます。また、月の繊維で作られた基板上で植物を栽培する計画さえあります。
システムに合わせて拡張可能
重量わずか 17 キログラムのこの立方体は、システムまたは小規模工場を形成するためにスケールアップさせることができます。インターフェースを介して相互作用する複数のユニットは、さまざまな異なる機能を実行します。ドイツ航空宇宙センター (TLR) が月面基地の設置を検討した研究では、これらの月の繊維が研究の中心要素でした。
MoonFibre チームは、2020 年 7 月にルツェルンで開催された、スイス宇宙センター主催の ESA プロジェクト IGLUNA で優勝した 3 つの学生チームのうちの 1 チームです。ちなみに、巻取りユニットと糸ガイドユニットは、ブラシレス EC 45 flat と EC 20 flat モータ (後者は拡張遊星ギアヘッド付き) によって駆動されます。高さ調整は、ブラシ付き DCX 19 S モータ、低バックラッシュ遊星ギアヘッド、および位置決め用 ENX インクリメンタルエンコーダで構成される別のアクチュエータを使用して実行されます。
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