NASA火星ローバー任務：スマート製造への重要な示唆

NASAは2月、アダム・ステルツナーの働きとリーダーシップのおかげで、もう一つのローバーを火星に着陸させた。SMEの『Smart Manufacturing』は、彼がジョー・バイデン米大統領との電話を切った直後にインタビューした。

アダム、Perseveranceミッション準備で最も興味深かった学びは？

第一に、自宅オフィスから驚くほど多くのことができる。第二に、自宅オフィスとそこでできることには多くの問題がある。第三に、献身的なチームが本当に奮起し、物事をゴールラインまで押し進められる。パンデミック襲来時、打ち上げに間に合わないかと心配したが、間に合った。着陸以来、我々の計画が的中していたことがわかった。着陸プロセスの大量の映像が返ってきた。我々が想像していたものと非常に似ており、それも大きな喜びだった。

スマート製造なしでミッションは成功していたか？

絶対にない。製造レベルを引き上げる必要がある箇所が多数ある。最も顕著なのは、アディティブ製造を行う箇所、一部のエレクトロニクス分野。Ingenuityヘリコプターでは、市販の携帯電話技術から部品を調達しており、それらは効率とスループットのためにスマート製造されている。スマート製造は極めて重要だ。「スマート」であることの一部だ。

アディティブ製造が果たした役割について詳しく教えてください。

宇宙船には、従来のやり方では意味をなさない部品がいくつかある。設計が形状、幾何学によって駆動されるからだ。良い例は、カメラ用のキャリブレーションターゲットの一部だ。チタン製にしたいが、単一のモノリシック鍛造から切り出して中空にする必要はない。機械的特性が不要だからだ。アディティブアプローチが優れた解決策になる。

まだアディティブ技術への移行中だ。我々が作るものは、強度重量比への高い要求、信頼性の高い検証可能な強度重量比への高い要求を持つ傾向がある。そのため、アディティブ要素の機械的特性をより確実に把握する方法を学ぶにつれ、それらの領域でのアディティブ応用を期待している。

検証可能な強度重量比が最も重要な見極めポイントの一つだから？

そうだ。減法加工では取り出せない材料を、アディティブアプローチなら適切な場所に適切な量だけ配置できる。これは我々にとって大きなボーナスだ。

このようなミッションで、数ポンドの違いがどれくらい影響するか？

質量がコストにどう影響するかにはさまざまな考え方がある。あるレベルではこう言える：打ち上げロケットに約2億ドル費やした。それで火星表面に1,000強、正確には1,025kgのローバーを届けた。キロあたりかなりのドルだ。だから1キロが重要だ。

それだけではない。火星表面に届けられる物質、質量には限りがある。もし100キロオーバーなら、任務を完遂できなかった。質量は最優先事項だ。ロケット方程式は厳しい主人だ。ロケットの頂点にあるペイロード──我々が作ったもの──を、可能な限り最小、最軽量にすることを要求する。

カメラと連携する回路基板が重要だったと理解している。Tempo Automationが生産前に基板をシミュレーションしたと聞いた。なぜこれらは良いアイデアだったのか？

我々が構築し組み立てるものが任務を果たすことを理解する必要がある。悲しいかな、非常に古風なはんだごてと白いワイヤーを含むさまざまな方法で製造している。だが、ペンと紙から最新のスマート製造技術（回路シミュレーションを含む）まですべてが、これを組み立てたら仕事を果たすことを知るために不可欠だ。

Perseveranceから他にどんなスマート製造の進歩が生まれたか？

多くのベンダー調達サブアセンブリを使用している。Ingenuityヘリコプター、進入・着陸用カメラシステム、一部の機器内部でも。それらはすべて、コストとスケジュールを満たすために多様なスマート製造技術を使用している。

また、地球のコンシューマー・エレクトロニクスを新規な方法で活用する機会をますます模索している。例えばマルチボーティングで、放射線耐性のなさ、一時的なシングルイベント・アップセットを回避する。

そのため、地球用途向けに製造された材料にますます依存している。それらの製造ストリームは、地球用途が非常に競争的であるため、スマート製造技術を多用している。

それらの材料を好むのは、信頼性を非常によく理解できるからだ。

QualcommのSnapdragonチップ（携帯電話用）を使用している。数百万台の携帯電話で実証済みだ。カスタムで作るとき、時間やユニット数でそのようなテストプログラムを買うのは非常に難しい。将来、我々が他の製造ストリーム──それ自体がスマート製造技術の主要ユーザーである製造ストリーム──へ手を伸ばすことが増えると思う。

教訓は双方向に流れるのか？

そう信じている。応用面では、人々が我々の大きく素晴らしいローバーのように美しく壮大なものへのスマート製造の新規な適用例を見ることができる。

ミッションについて他に付け加えたいことは？

宇宙船開発でスマート製造技術の新たな応用を見つけ続けている。各ミッションで、スマート製造技術の導入がさらに進むと思う。特に機械的構築とアディティブ製造で顕著だ。将来にわくわくしているし、期待している。