レゴで Orrery を作る

• オーラリー（Orrery）は、天体の運動をモデル化する科学ツール。
• 地球、月、太陽の軌道と自転周期を正確にモデル化している。
• JKBrickworks のデザインに着想を得て、レゴ テクニックの部品でオーラリーを自ら設計した。

地球の自転軸の傾き

• 地球の自転軸は、軌道平面に対して 23.5° 傾いている。
• この傾きをモデル化することで、季節の変化を説明できる。
• 22.5° の角度コネクタを使って、地球球体の傾いたホルダーを作成した。

月軌道の傾斜

• 月の軌道平面は、地球の軌道平面に対して 5.15° 傾いている。
• この傾斜をモデル化することで、日食と月食を説明できる。
• 傾斜した円形ギアラックを使って、月の軌道を実装した。

同心軸

• レゴでオーラリーを作る際、同心回転を実現するのは難しい。
• 地球-月システムでは、4 本の独立した軸が必要になる。
• 複数のターンテーブルとギアを使って、この問題を解決した。

ギアシーケンス

• 地球-月サブアセンブリには 4 本の軸が必要: 地球、月、地球のベース、月の傾斜リング。
• オーラリー全体には、さらに 2 本の軸が必要: 太陽の自転と地球の公転。
• ギアシーケンスによって、正確な伝達比を実現した。
• レゴのギアシーケンスツールを使って、必要な伝達比を見つけた。

脚部の設計

• 初期の脚部デザインではレゴモーターを使っていたが、騒音の問題で取り外した。
• 12 分割のデザインを採用し、美観を重視した。
• BrickLink Studio を使ってデジタル設計した。

説明書

• BrickLink Studio を使って、デジタルモデルと組み立て説明書を作成した。
• 説明書は 264 ページ、436 ステップで構成されている。
• Rebrickable でデジタル説明書を販売している。

部品点数を抑えたデザイン

• 部品点数を減らすために、脚部を再設計した。
• レゴの Rough Terrain Crane セットの部品を最大限活用した。
• 現在のレゴ製品のカラーパレットを使い、部品を入手しやすくした。

ほかのオーラリー

• 2022 年に CaDA が JK Brickworks 設計のオーラリーを発売した。
• 2024 年にレゴも独自のオーラリーを発売したが、CaDA のデザインより複雑さが低く、信頼性も劣る。

展望

• 太陽系のすべての惑星をモデル化するアイデアを構想中。
• 次のプロジェクトは、レゴ部品の代わりにレーザーカットしたアクリルシートを使ってオーラリーを制作すること。

GN⁺の意見

• 教育的価値: オーラリーは天文学と機械工学を学ぶのに有用なツール。
• 技術的挑戦: レゴ部品で複雑な機械構造を実現するのは大きな挑戦。
• 商業的成功: 高い部品コストと複雑さのため、商業的成功は限定的かもしれない。
• 代替製品: CaDA のオーラリーはよりシンプルで信頼性が高く、初心者に勧めやすい。
• 将来性: レゴのようなブロック玩具メーカーが、より複雑なオーラリーデザインを提供する可能性がある。

[GN⁺]

Hacker Newsのコメント

• 作者は、季節を表現するために地軸の傾きをモデル化することに多くの時間を費やした。
• デジタル組み立て説明書の作成に使われたプログラムは小さなモデルではうまく動くが、大きなモデルでは使い勝手に問題がある。264ページ、436ステップの説明書PDFを作るのにかなり時間がかかった。
• 地軸が常に同じ方向を向いているという事実を高校時代に習っておらず、理解できなかった。今になってようやくその理由が分かった。
• コミュニティの創作物は「公式」のレゴデザインよりもはるかに優れている好例だ。
• ギア比計算機は非常に便利で、URLパラメータで制御できるのがよい。
• ソフトウェアで優れたレンダリングや可視化のために追加の努力が払われている点が印象的だ。
• 制作者は、3Dプリント可能なレゴ互換カスタム部品を設計するツールも作っている。
• レゴは地球と月の軌道をモデル化した製品を作っている。
• 芸術は媒体の制約によってしばしば高められる。レゴはこの企画に多額の金を払い、いくつかのキットを販売すべきだ。
• 作者が言及した非レゴ™のオラリーは素晴らしく、価格に見合い、作っていて楽しい。しかし、季節を説明するのには使えないのが残念だ。
• レゴが好きで、たいてい作った後は他の人にあげるのだが、これは驚くべきものだった。自分では作らないだろうが、本当にすごい。