シアトル近郊の学生2人がNASAの月面掘削ロボット設計コンテストのファイナリストに選出
注目してください。シアトル地域の学生2人が、NASAが主催する全国コンテストで準決勝に進みました。このコンテストでは、幼稚園から高校3年生までの児童が、月の土をすくい上げて運ぶことができるロボットを設計するという課題を与えられました。
ルナボティクス・ジュニア・コンテストの優勝者は3月末に発表され、最終選考に残った20名の子供たちの中には、ワシントン州ベルビューのケ・“マックス”・ジャンさんとスノホミッシュのメイソン・ライサートさんがいました。コンテストには約2,300点のデザイン応募がありました。
応募者は、ロボットの設計図（オリジナルの芸術作品、3Dモデル、図面、またはプロトタイプの写真など）を作成するという課題を課されました。また、機械の設計概要を記述する文書の提出も求められました。
NASAはこのコンテストを、月への再挑戦という野心と、月の南極の1つの地域から計画中のアルテミス月面基地近くの保管コンテナまで、月の土壌（レゴリス）を掘削し輸送するという将来的なニーズに基づいて企画しました。計画されているロボットは、3.5フィート×2フィート×2フィート以下のサイズで、レゴリスをすくい上げ、掘削する方法、1回の飛行でどれだけの量の土を輸送するか、そしてあらゆるものに付着する月の塵をどう処理するかといった課題に対処する必要がありました。
NASAによると、月のレゴリスは、月面コンクリートを使った月面基地の建設、ロケット燃料にも使える水の採取、金属や鉱物の抽出など、さまざまな目的で使用される予定だ。
マックスとメイソンにインタビューし、彼らのデザイン、インスピレーション、テクノロジーに対する考え方、そして将来の展望についてお話を伺いました。回答は長さと分かりやすさを考慮して編集されています。
Ke 'Max' Jiang – プロジェクト スターダスト
GeekWire: あなたは何歳ですか? どこの学校に通っていますか?
マックス： 17歳です。ベルビューにあるインターレイク高校の3年生です。インターレイク高校は、厳格な国際バカロレアプログラムを提供する素晴らしい学校で、物理学、化学、デザイン技術、そしてデザイン経済学といった高度なテーマを教えてくれた先生方に恵まれました。
GW: ロボット工学にどれくらい興味を持ったのですか?
マックス：子供の頃は、スイッチ一つで走ったり飛んだり、自律的に動くものを見たり遊んだりするのが大好きでした。3歳の頃には、おもちゃのレールを色々な形に組み立てるのに何時間も費やし、8歳になる頃には大きなレゴセットを組み立て、あらゆる形を使って自分だけの飛行機やボートをデザインし、ロボット用のモーターを取り付けて動かすことさえしていました。
中学校のワークショップで、初めて本物の工作機械を使うことができました。小型車やドローンの設計とプログラミングを体験し、航空博物館が毎年開催する宇宙エレベーター・チャレンジで、私とチームは準優勝を果たしました。この頃、コンピューターを使った設計ソフトウェアや、Kerbal Space Programのようなシミュレーターゲームも使い始めました。
高校10年生の時にジョンズ・ホプキンス大学のエンジニアリング・イノベーション（EI）プログラムに参加し、アイデア創出から実装まで、厳格な設計プロセスに触れることができました。完全にリモートワークのチームで、スパゲッティ、ワックスペーパー、接着剤を使って、誰もが「ゴールデンゲートブリッジ」のような頑丈な橋を作ろうと全力を尽くすのは、とても楽しかったです。
GW: Lunabotics のアイデアはどうやって思いついたのですか?
マックス：まず、主要な目標、つまり主要な設計原則を定義することから始めました。これにより、何を最大限に活かし、どこで必要なトレードオフを行うべきかを把握できます。このチャレンジは、月面レゴリスを最も効率的に掘削、輸送、そして荷降ろしするというものでした。未知の地形を往復することは大きなリスク要因だと私は考えました。そのため、ローバーの積載量、ひいてはサイズを最大化し、往復回数を減らし、移動失敗のリスクを最小限に抑えることを目標としました。また、優れた設計には、運用される特定の条件を考慮しなければならないという実践的な教訓も得ました。このチャレンジでは、月面での運用は、永久に暗闇に包まれた不整地を移動し、月の塵に遭遇し、無人運転を継続することを意味します。最後に、信頼性が鍵となります。そこで、実績のある技術を統合し、ローバーを最適に動作させることに決めました。
これらを念頭に、私はローバー「スターダスト」の基本構造を設計することにしました。これは、6つの車輪で支えられたフレームの上に大きなレゴリスコンテナを載せたものです。自動化を容易にするため、レゴリスコンテナはダンプカーのように反転してレゴリスを素早く排出できます。同様に、ロッカーボギーサスペンションシステムなどの既存技術をスターダストの足回りに採用することで、不整地でも容易に移動できるようにしました。また、持続的なレゴリス収集のため、現代の産業用バケットホイール設計の掘削機を追加しました。基本構造に従って、2週間に及ぶ月夜に継続的に電力を供給するための電源（2つの放射性同位元素熱電発電機）、バッテリーセット、通信機器、ナビゲーションカメラを追加しました。最後に、月の塵を撃退するための電極回路など、重要なサブシステムを示す詳細を追加しました。
GW: 今、最も注目しているテクノロジーは何ですか?
マックス：再利用可能なロケットとスペースプレーン、そして新しい推進剤や複合サイクルエンジンといった関連技術の開発に最も期待しています。スペースプレーンを再利用可能にすることでコストは大幅に削減され、信頼性の高い打ち上げ・帰還が実現すれば、より多くの関心と投資を引き付けるでしょう。SpaceX、Rocket Lab、Reaction Engines Limited、CASICなどの最新情報は、常に注意深く追っています。いつか、あなたや私のような一般の人々が宇宙船に乗り、上空から地球を眺められるようになると信じています。
GW: あなたの夢の仕事は何ですか?
マックス：私の夢は航空宇宙エンジニアになることです。できれば推進工学を専門にしたいです。宇宙探査の発展に貢献し、より速く、より遠くへ飛ぶことを夢見るすべての子供たちに宇宙旅行のチャンスを提供することに、大きな誇りを感じています。
メイソン・ライサグト – テレブロ (ラテン語のドリル)
GeekWire: あなたは何歳ですか? どこの学校に通っていますか?
メイソン： 14歳です。スノホミッシュのバレービュー中学校に通っています。
GW: ロボット工学にどれくらい興味を持ったのですか?
メイソン：ロボット工学、自然現象、化学など、物事がどのように機能するのか、ずっと興味を持っていました。ここ数年、ロボット工学やエンジニアリングキットのサブスクリプションをプレゼントしていただき、これらの分野への興味をさらに深めることができました。Lunabotics Juniorチャレンジは、私の創造性と科学への興味を活かす素晴らしい機会でした。参加する機会をいただけて本当に嬉しいです。
GW: Lunabotics のアイデアはどうやって思いついたのですか?
メイソン：パーセベランスのようなNASAの成功したローバーから多くのインスピレーションを得ました。これらのローバーの設計を微調整し、今回のチャレンジの要件である、月面レゴリスを効率的に掘削・輸送できるように再設計しました。さらに、複数の電源（MMRTG、リチウムイオンバッテリーパック、ブラシ付きソーラーパネル）、スコップ、そしてレゴリスを持ち上げるための前輪など、様々な機能を追加しました。
GW: 今、最も注目しているテクノロジーは何ですか?
メイソン：興味のあるテクノロジーは実に様々です！AIとバーチャルリアリティの可能性は魅力的ですが、少し怖い気もします。もちろん、パーセベランスやジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡のような技術にも期待しています。これらは宇宙探査のさらなる発展に大きく貢献する可能性があるからです。
GW: あなたの夢の仕事は何ですか?
メイソン：まだ中学生で、将来がどうなるかははっきりとは分かりませんが、具体的な仕事というよりは、夢の 分野はいくつかあります 。ロボット工学やエンジニアリング関連の仕事に興味があり、航空宇宙技術の道に進むのも夢です。正直なところ、NASAで働くのが夢です。
