インターステラテクノロジズについて
「誰もが宇宙に手が届く未来をつくる」をビジョンに掲げ、 ロケット開発・製造を行っているインターステラテクノロジ ズ株式会社（以下、インターステラテクノロジズ）。さまざ まなスキルを持つ技術者を抱える同社は、北海道広尾郡 を本社拠点とする民間の宇宙ビジネスベンチャーである。 2019 年5 月には、同社が開発した1200kgf 級エンジン 搭載の観測ロケット「宇宙空間にシフト MOMO3 号機」 が宇宙空間に到達した。このときのデータをもとに改良・ 再設計したMOMO V1 が、その後2 機連続で宇宙空間 到達を達成した。同社はさらに超小型人工衛星打上げロ ケット「ZERO」の開発を進めており、2023年度中の打 ち上げを目指している。
ロケットのエレメカ連携開発で欠かせないAutodeskのソリューション
インターステラテクノロジズのロケット「MOMO」は、日本で初めて民間単独で宇宙空間に到達した。同社では、ロ ケット開発を効率的に進めるために、Autodesk のソリューションを活用している。合わせて3D プリンタも業務に取 り入れながら、柔軟かつ迅速なプロトタイピングを行っている。
設計変更の多い電子機器の開発
インターステラテクノロジズにおけるロケット設計は、いく つかの小グループに分かれて行われている。その中の1 つに、 電気電子機器の開発を担うアビオニクスグループがある。同 グループは10 名弱のメンバーが所属し、主に東京支社にて 電子機器の開発・設計を行っている。 アビオニクスグループでは電子機器を制御するためのソフ トウェア、電子基板に加え、これらを格納するための筐体も 作る。ロケットの内部はこれら電子機器やセンサ、空圧制御 などがところ狭しと並ぶ。レイアウト設計は他のグループと同時並行的に行われており、はじめは大まかな仮決めで進む。 しかしながら、設計が進むにつれて機器の追加や形状変更、 大型化が発生することもしばしばである。
一例をあげれば、 ロケットの機軸付近では液体酸素の配管が優先的に配置さ れる。液体酸素の噴射圧力はロケットエンジンの性能に直結 するため、圧損が規定値内となるように細かい調整が繰り返 される。電子機器はこれらの配管に影響しないよう機体の 外周付近に設置されるが、それでも干渉が起きる場合もあ る。開発後半では、箱の一部にくぼみをつけて配管をよける などの設計変更もあった。 同社のビジネスはスケジュールの制約も強い。ロケットは 打ち上げ計画がまず最初に決められ、関係各所と調整を行 い、最終的な打ち上げ日を決定する。設計、製造はこの打 ち上げ日に合わせて進行する。限られた時間の中で、機械 と電子機器の設計データを連携させ、管理する仕組みが必 要であった。
開発初期から3D-CAD を導入
エレメカ連携しつつ、変化の多い設計に対応するため に、同社では3D CAD 環境が必須だという。インターステ ラテクノロジズは開発初期から「Autodesk Inventor」や 「Autodesk Fusion 360」を導入した。 社員の中にはキャリアの多くを2D CAD で積み重ねてき た者もおり、3D CAD の効果について疑問が投げかけられ ることもあったが、実際に運用してみるとうまくいった。2D では分からない部品同士の干渉や、領域の違うエンジニアにも実物に近い形状を見せることができる。またメンバー同 士のコミュニケーションにも良い影響をもたらしている。3D CAD の経験が無かった者はモデリングのために新しい操作 を覚える必要があったが、1 カ月程度で習熟した。操作は 直感的で習得しやすかったため、大きな障壁にはならなかっ たという。
社内横断的に活用されるCADツール
「Autodesk EAGLE」は同社で基板の設計ツールと して利用されている。回路図とアートワーク設計を行った 後は、「Autodesk Fusion 360」との統合機能を利用し て、基板外観の3D モデルを直接出力する。「Autodesk Inventor」でこのデータを利用し、全体のレイアウトを検討 する。設計データは「Autodesk Vault」を利用し、北海 道本社と東京支社の間でリアルタイムに共有される。
3D プリンタの活用も進んでいる。同社では複数台のスト ラタシス社製プリンタを保有し、モデリングデータを造形し て実形状を確かめている。先の「配管をよけるくぼみ」なども、 このようなプロトタイピング体制が有効に機能した例だ。 もちろん、設計変更は少ないほどよいのだが、民間ロケッ トは前例のない製品であるため、具体化していく中で初めて 明らかになる事実も多い。このため同社では、設計変更を 少なくするのではなく、設計変更に素早く対応できるように 業務プロセスを構築した。
機体に搭載する配線材は1 機あたり1000 本に及ぶが、 これらも「Autodesk Inventor」のワイヤ・ハーネス機能 を使ってルーティングを検討し、モデルに落とし込んだ。エ レメカともに機体内部を徹底的に3D モデル化し、可視化し た。モデルデータは設計関連部署以外でも活用されている。 製造・組立グループでは現場の大型ディスプレイに3D モデ ルを表示し、作業手順の検討を行っている。
CAE による解析も実施
ロケットがもつ特殊性の1 つに、一度飛ばしたら回収で きないという点がある。実作動したあとの状態を観察した り、解析したりすることができない。そのため、机上でのシ ミュレーションは特に重要だ。同社では、CAE ソフトウェ アの「Inventor Nastran」を活用して強度や振動に対する 解析を行っている。今後は熱解析にも適用していきたいとい う。電子機器は基板設計やソフトウェア部分が注目されがち だが、動作する際に発生する熱も無視できない。宇宙という 特殊な環境下で動く製品は、まさにComputer-Aided が 不可欠といえるだろう。同社では、今後もAutodesk 製品 をはじめとするツールの効果的な運用を目指している。
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