NASA Readies Moon Rocket for the Future with Manufacturing Innovation

NASAのArtemisキャンペーンは、宇宙飛行士、ペイロード、科学実験をNASAのSLS（宇宙発射システム）スーパーヘビーリフトムーンロケットのディープスペースに送ります。 Artemis IVから始めて、Orion Spacecraftとその宇宙飛行士は、Block 1Bと呼ばれるアップグレードバージョンのSLSの上に他のペイロードと結合されます。 SLSブロック1Bは、月面の長期的な探索を可能にし、火星への将来の旅への道を開くように設計された月面宇宙ステーションの初期要素を提供します。これらの高度なペイロードを飛行するために、アラバマ州ハンツビルにあるNASAのマーシャル宇宙飛行センターのエンジニアは、SLSブロック1Bの鍵である円錐形のアダプターを構築しています。

SLSブロック1Bのアッパーステージの上にあるユニバーサルステージアダプター内に囲まれたペイロードアダプターは、共マニーム化された大きなペイロードを保護するための接続ポイントとして機能します。アダプターは、アルミニウムハニカムコアと2つのアルミリングを備えた8つの複合パネルで構成されています。

Artemis IVミッションから始めて、SLS Block 1Bは、Artemis Missions IからIIIを発売しているロケットの最初のバリアントよりも、ペイロードの質量、ボリューム、およびエネルギーを大幅に増加させる、より強力な新しいより強力なアッパーステージを備えています。 SLSブロック1Bは、84,000ポンドのペイロードを送信できます。これには、1回の発射で月に、乗組員のオリオン宇宙船と10メトリックトン（22,046ポンド）の共同マニフェストペイロードライディングの両方が含まれます。

Artemis IVの共同マニフェストペイロードは、Gateway Lunar Space Stationの初期要素の1つであるLunar I-Habです。 ESA（欧州宇宙機関）によって建設されたLunar I-Habは、宇宙飛行士が住み、働き、科学実験を実施し、月面への任務に備えるための拡張機能を提供します。

Artemis IVミッション構造が確定する前に、NASAエンジニアは新しいペイロードアダプターを設計およびテストする必要がありました。

NASAマーシャルのSLS宇宙船/ペイロード統合＆エボリューションオフィスのOrionステージアダプターとペイロードアダプターのリードであるBrent Gaddesは、次のように述べています。

ただし、これらのペイロードが通常すべてのフライトを変更すると、接続するペイロードアダプターも変更する必要があります。

「ペイロードアダプターには多くの柔軟性が必要であり、ペイロードが確定したらすぐに社内で応答できるようにする必要があることを知っていました」とガデスは言います。

Gaddesによると、必要な柔軟性は、すべてのサイズのアプローチに満足することはありませんでした。

異なるサイズのペイロードアダプターが必要になる可能性があるため、Marshallは柔軟なアプローチを使用して、アセンブリ中に部品を所定の位置に保持するために使用される重くて高価なツールの必要性を排除するペイロードアダプターを組み立てています。完了した各部品のコンピューターモデルは、構造化されたライトスキャンと呼ばれるプロセスを使用して作成されます。コンピューターモデルは、完成したペイロードアダプターがまったく適切なサイズになるように、部品をまとめるために穴を開けて穴を開ける必要がある正確な場所を提供します。

「構造化された光は、コストを削減し、ペイロードアダプターの柔軟性を高め、ピボットできるようになりました」とガデスは言います。 「たとえば、40メートルのトンを起動するためにSLSの貨物バージョンを構築するためにコールが下がった場合、構造化された光アプローチを使用して同じツールを使用して、より短い直径が大きいアダプター用であるかどうかにかかわらず、さまざまなサイズに適応できます。 、またはより長い直径が小さいもの。より速く、より安いです。」

NASAマーシャルのエンジニアは、自動化された配置ロボットを使用して、グラファイトエポキシ材料から8つの軽量コンポジットパネルを製造しています。ロボットは、事前にプログラムされた経路に続いて高速で正確なラミネーションを実行し、その高速と精度により、他の製造方法よりも低コストと大幅に速い生産をもたらします。

NASAマーシャルでは、ペイロードのエンジニアリング開発ユニットが正常にテストされ、予想される負荷の最大3倍を処理できることが実証されました。資格ユニットと呼ばれる現在開発中の別のテストバージョンは、フライトユニットが期待どおりに機能するように、複合構造のNASA標準にテストされます。

「ペイロードアダプターはコーンのような形をしており、歴史的に、このような構造に関する開発作業のほとんどはシリンダーにあります。そのため、テストすることが非常に重要である多くの理由の1つです」とガデスは言います。 「NASAは、構造障害を生成するものを学ぶために、できるだけ高い負荷をテストします。ここで学んだ情報は、NASAがこのような構造を分析する方法について長年にわたってまとめてきた情報の本体に直接供給されます。もちろん、それは業界と共有されています。それは誰にとっても勝利です。」

Artemisを使用すると、NASAはかつてないほど多くの月を探索し、家から離れて生活し、仕事をする方法を学び、将来の人間の探査に備えます。 NASAのSLS（宇宙打ち上げシステム）ロケット、探査地面システム、およびオリオン宇宙船、人間の着陸システム、次世代の宇宙船、ゲートウェイルナー宇宙ステーション、将来のローバーは、NASAの深宇宙探査の基礎です。

ジョナサンディール
アラバマ州ハンツビルのマーシャル宇宙飛行センター。
256-544-0034
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