NASA のルナボティクス コンテスト

NASAのルナボティクスチャレンジ

2010 年以来、NASA の Lunabotics コンテストは、全米各地の大学生に、 NASA システム エンジニアリング プロセスに参加して、レゴリスや氷のレゴリス模擬物を採掘できるロボット式 月面 掘削機を設計、構築する機会を提供してきました。

成果物には、プロジェクト管理計画、広報レポート、プレゼンテーションとデモンストレーション、システム エンジニアリング ペーパーなどがあります。ルールと評価基準は、アルテミス計画のミッション目標の変更や市販技術の進歩を考慮して毎年進化しています。このコンテストにより、NASA は将来のロボット掘削機と建設機の設計データと運用データを収集し、評価することができます。ロボットが習得しなければならない複雑な点は、レゴリス模擬物の研磨特性、掘削と建設に必要なリソース、月面ロボットの重量とサイズの制限、リモート コントロール (遠隔操作) または自律操作による操作能力です。

NASA は 10 年以上にわたり、アルテミス計画を通じて月への再訪に備える中で、必要な掘削ハードウェアや表面移動プロセスに関する貴重なデータを収集してきました。私たちは、火星の有人探査に備えて、これまで以上に月面の探査と研究を可能にする持続可能なインフラストラクチャを導入する予定です。これらの目標をサポートするために、参加チームはシステム エンジニアリング プロセスを使用してプロトタイプの月面ロボットを設計および構築し、月面での持続可能な人類の存在に必要なテクノロジーを実証し、「滞在インフラストラクチャ」テクノロジーを使用してそれらのアイテムを構築します。

これは 2 学期にわたるバーチャル チャレンジで、NASA システム エンジニアリング プロセスの応用について大学生を教育し、最終的には月面ロボットのプロトタイプの設計と構築につなげることを目的としています。イベントの内容は次のとおりです。

課題

1. プロジェクト管理計画

2. システムエンジニアリング論文

3. 広報レポート

4. プレゼンテーションとデモンストレーション（オプション）

5. 生命の証明ビデオ

詳細については、 https ://www.nasa.gov/offices/education/centers/kennedy/technology/nasarmc.htmlの Lunabotics ガイドブックを参照してください。

なぜ月なのか

1950年代後半に宇宙時代が始まったとき、人類が地球外で初めて到達を試みた場所が月でした。それ以来、6か国以上から100機を超えるロボット探査機が月へ宇宙船を送りました。9回の有人ミッションが月まで飛行して帰ってきました。旧ソ連は、 1959年のルナ1号に始まるルナ計画で最初の成功を収めました。NASAはその後、ロボットのレンジャー宇宙船とサーベイヤー宇宙船のシリーズを開発し、ますます複雑なタスクを実行し、 1969年に人類が初めて月面を歩くことを可能にしました。これまでに24人の人間が地球から月へ旅し、12人が月面を歩きました。最後に人間が月面を訪れたのは1972年です。

NASA は、毎年学生の設計とデータを評価することで、この課題から直接利益を得ています。これは、NASA 自身の、それほど頻繁ではないプロトタイプの場合と同じ方法です。学生の設計における革新を奨励することで、将来のアルテミス ミッションに固有の多くの課題に対する巧妙な解決策を見つけられる可能性が高まります。地球外の採鉱と建設の進歩は、地球上での同じ活動に新たな可能性をもたらし、NASA だけにとどまらない利益をもたらします。これらの産業は、新しい宇宙ベースの経済を主導する労働力を生み出し、我が国の経済力を強化するでしょう。

「ルナボティクスはNASAにとっても、アメリカにとっても、私たち全員にとっても良いことだ」

NASA ルナボティクス ウェブサイト

https://www.nasa.gov/offices/education/centers/kennedy/technology/nasarmc.html

月面掘削と発掘への新たなアプローチ

https://arc.aiaa.org/doi/pdf/10.2514/6.2009-6431

火星への準備: 進化型火星キャンペーン「実証の場」アプローチ

https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7119274

NASA 有人宇宙飛行アーキテクチャチーム: 月面探査戦略

https://ntrs.nasa.gov/quotes/20120008182

NASA 100周年記念チャレンジ: 3Dプリントの住居

https://ntrs.nasa.gov/api/quotes/20170009010/downloads/20170009010.pdf

月面宇宙港：月面着陸・発射台の建設

https://commons.erau.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1017&context=spaceport-summit

小惑星から採掘された希土類元素から磁気デバイスをその場で製造する技術

https://robotics.estec.esa.int/i-SAIRAS/isairas2018/Papers/Session%2010c/1_iSAIRAS_Ellery_2018_final-11-40-Ellery-Alex.pdf

NASA センテニアル チャレンジ: 3D プリント居住施設、フェーズ 3 最終結果

https://ntrs.nasa.gov/quotes/20190032473

月の氷からロケット燃料を製造するための処理プラント

https://asmedigitalcollection.asme.org/IMECE/proceedings-abstract/IMECE2019/V006T06A108/1073266

月面でのロボット建設https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20210018912/downloads/Design%20for%20Robotic%20Construction%20on%20the%20Moon%20ISU%20SSP%2021%20STRIVES.pdf

ISRU: 玄武岩経済。

https://www.researchgate.net/profile/Rodrigo-Romo-2/publication/322567782_ISRU_The_Basalt_Economy/links/5a5fff9c458515b4377b89cb/ISRU-The-Basalt-Economy.pdf

RASSOR - レゴリス先進表面システム操作ロボット

https://ntrs.nasa.gov/quotes/20150022134

現地材料を使用した垂直離着陸場の建設

http://ssi.org/2010/SM14-proceedings/Building-a-Vertical-Take-Off-and-Landing-Pad-using-in-situ-materials-Hintze.pdf

火星の水の現地資源利用（ISRU）計画（M-WIP）研究

https://mepag.jpl.nasa.gov/reports/Mars_Water_ISRU_Study.pdf

宇宙産業と太陽系文明の低コストかつ迅速な立ち上げ

https://arxiv.org/abs/1612.03238

モバイル設置による付加的建設 (ACME)

https://www.researchgate.net/profile/Rodrigo-Romo-2/publication/322567924_Additive_Construction_with_Mobile_Emplacement_ACME/links/5a5ffe7faca2727352458863/Additive-Construction-with-Mobile-Emplacement-ACME.pdf

地球外採掘コンセプトのレビュー

https://ntrs.nasa.gov/quotes/20120008777