NASA、過酷な月面環境のための熱制御ソリューションに資金提供
ACT社とその熱制御技術
Advanced Cooling Technologies (ACT)社は、車両やその他の機器が電源なしで過酷な月面環境に耐えられるようにするための熱制御ソリューションに関するNASAの資金を獲得しました。
ペンシルバニア州ランカスターに拠点を置くこのサーマルソリューションプロバイダーは、500万ドルのNASAシーケンシャルフェーズII SBIRプログラムアワードを利用して、月に向かう着陸機、ローバー、居住施設のための熱輸送、ラジエーター、その他のシステムの「ツールボックス」を開発すると発表しました。
このソリューションは、太陽に対して月面がゆっくりと回転するため、熱的な問題に直面する小型で低出力の乗り物のニーズに特に応えることを目的としています。
昼夜で極端な温度差
ACTのチーフエンジニアであるビル・アンダーソンは、次のように述べています。
「地球では、昼間の14日間は摂氏100度以上の暑さになり、夜の14日間は摂氏マイナス150度以下の極寒になります」
「そのため、これらのサイクルの何倍もの時間に耐えられるものが必要なのです」
アンダーソンによると、「14日間の夜の間、熱制御システムを動かすためのたった1ワットの電力でも、5kg以上のバッテリーと余分な太陽電池が必要になります」と試算されています。
NASAからの資金提供を受けたACTは、電力を使わずに熱をパッシブに制御し、日中は高い熱伝導率で排熱し、夜間は高い熱抵抗で損失を最小限に抑えるより費用対効果の高いデバイスを開発することができるといいます。
ACTは、熱管理技術の検証のために、ピッツバーグにある月面着陸機や月面ローバーの商業開発を行うAstrobotic社の下請けをしています。
Astrobotic社は、2023年後半にNASAのVolatiles Investigating Polar Exploration Rover（VIPER）ミッションを月の南極付近に届けることを目的とした同社の月着陸機Griffinに、このソリューションを使用する予定です。
このミッションは、NASAの商業月面ペイロードサービス（CLPS）プログラムの一環として行われます。
新たな商業機会
Astrobotic社のテクニカルプロジェクトマネージャーであるJames Eckard氏は、熱源を持たない月面での熱問題を解決するために、より安価で費用対効果の高い方法を開発することは、宇宙産業に新たな商業的機会をもたらすと述べています。
「また、VIPERの場合は、月の南極周辺のほぼ一定の太陽光が得られる場所を利用するという複雑なミッション計画が必要となります。
VIPER探査機は、太陽の光を浴びたことのない月の南極付近のクレーターで数日間生存できるように設計されているため、宇宙飛行士が将来使用できる氷を発見できる可能性が高いのです。
「また、夜間に熱を逃がさないように設計された熱システムは、日中に熱を逃がして放射するようにシステムを切り替えない限り、暑い日中にシステムが簡単にオーバーヒートしてしまうことも考慮しなければなりません」とエカードは付け加えました。
ACTがNASAから資金提供を受けて行っている研究は、「これらの疑問に答えることを目的としており、Astrobotic社のローバーやランダーに、今は誰もできないことをするための貴重なツールを提供することになる」と述べています。
極論を言えば…
エカード氏によると、現在、月の昼と夜のサイクルを完全に乗り切ることができる商業的なオプションはなく、かさばるバッテリーと核熱源を備えた大きくて高価な非商業的な着陸機やローバーしかないといいます。
「ACT社と協力することで、この技術を発展させ、新しい分野を市場にもたらしたいと考えています」と述べています。
Astrobotic社は、ACT社との熱制御システムの開発のために、月面テストチャンバーも提供します。
アストロボティック社初の月面着陸機「ペレグリン」は、来年、ユナイテッド・ローンチ・アライアンスのバルカン・ケンタウルス・ロケットの初飛行で打ち上げられる予定です。
この着陸機は、NASAのCLPSプログラムの一環でもあり、科学的・商業的ペイロードに加えて、ローバーを搭載する予定です。
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