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「はやぶさ」帰還カプセル特別展示 in KOBE

c0041039_14182812.jpg やっと神戸にも、あの「はやぶさ」の帰還カプセルがやってきました。

 早速、2011年1月27日、開催初日に神戸港・ポートアイランドにある神戸市立青少年科学館で特別展示されているカプセルの見学に出かけた。主催者は混雑を予想して通常の入館コースとは別に遠回りのアプローチを設定していたが平日の木曜日なのでスムースに見学することが出来た。入り口左手の円筒形の建物にプラネタリウムシアターがある。

 新館4階の展示会場は一方通行で、見直すために後戻りすることは出来ない不便なルール。係員が解説してくれるがある程度の予備知識がないと分り難い。それに特別展示品はロープと床に張った立ち入り規制テープの外からの見学となり、遠くから眺める感じで視力の落ちたボクにはちょっと辛く、小型の双眼鏡が欲しかったなぁ。

c0041039_1419199.jpg 前面ヒートシールド
 コメント:秒速12kmという速度で大気に突入するカプセルは15MW/m2、スペースシャトルの30倍という厳しい「空力加熱(くうりきかねつ)」に晒されます。空力加熱は機体に衝突して急にせき止められた空気が高温になり、機体を加熱する現象です。この3,000度もの空力加熱から機体を守るのがヒートシールドの役目です。ヒートシールドはアブレータという熱防御をするための炭素繊維強化プラスティックからできています。
 ヒートシールドの裏面(インスツルメントモジュールに触れる内側部分)に敷き詰められた白い綿状のものは断熱材で、外からの熱が内部に到達するのを遅らせます。前面ヒートシールドは、背面ヒートシールドと一緒にパラシュートを開く際に分離され、そのまま地上に落下しました。過酷な空力加熱を経た後、さらに秒速40m/sで地上に激突したはずですが、思いの外、損傷もなく奇麗な状態で発見されています。本体の下に鏡が置いてある。この展示物はレプリカでした。

c0041039_1420513.jpg 背面ヒートシールド
 コメント:背面ヒートシールドは、別名パラシュートカバーとも呼ばれます。ヒートシールドとして背面側の加熱から機体を守る役目をすると同時に、パラシュート開傘時には、パラシュートを引き出す役目もします。分離後カプセルが単独飛行しえいる際の温度を解析予測しやくするため、アルミを蒸着したカプトンテープが貼付けてありましたが、再突入をした後は、特にその合わせ目部分を中心に模様のようにテープが燃え残っています。

c0041039_14205819.jpg パラシュート
 コメント:パラシュートは、サンプラコンテナを含むインスツルメントモジュールに接続され、これを緩降下させます。強く、軽く、そして容積をとらないよう、ポリエステル製の十字形状の傘体(布の部分)が採用され、パラシュートが開く際に絡まったりしないよう、十字以外の部分はネットで張られています。カプセルは計画通り高度約5kmで開傘し、十数分かけてウーメラ砂漠に着地しました。インスツルメントモジュールが風に引きずられて損傷するのを防ぐため、パラシュートは着地直後に分離されましたが、実際には無風であったため、すぐ脇に留まった状態で発見されています。

c0041039_14213897.jpg インスツルメントモジュール
 コメント:インスツルメントモジュールの上部は、そのままカプセルの背面にあたるため、耐熱材料である支持アブレータ、サンプラアブレータで守られています。中心部には、イトカワサンプルを入れておくための円筒状のサンプラコンテナ部があり、その周囲に搭載機器部が配置されます。パラシュートはそれらを取り囲むようにドーナツ状に収納されています。
 一番下には、錘(おもり)付きのひものようなビーコンン発信アンテナがぶら下がっています。内部には再突入カプセルとしての様々な役目を果たす心臓部である電子機器が収められています。

c0041039_14222989.jpg 搭戴電子機器
 コメント:はやぶさからの指令を覚え、再突入カプセルとしての様々な役割を果たす心臓部です。

 小惑星イトカワの微粒子サンプルを格納してきたカプセル。左はカプセル外観。右はカプセルを上から覗いた画像。この部品の展示はありません。

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 約7年の宇宙旅行を終え、無事に地球へ帰還したカプセルの見学を終えると1階のプラネタリウムシアターで「HAYABUSA-BACK TO THE EARTH-帰還バージョン ディレクターズカット」を鑑賞する。実物を見たあと心地よいシートにすわり、天空を飛ぶ「はやぶさ」の長い冒険旅行の物語にもすっかり感動した。

下のCG画像は地球からスイングバイしてイトカワへのコースに乗る「はやぶさ」とイトカワに着陸しサンプルを採取しようとする「はやぶさ」。

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展示物は撮影禁止だったので画像・コメントはJAXAのフォトアーカイブからお借りしました。

【関連記事】:ウーメラ砂漠から「はやぶさ」のカプセル回収作業完了!
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by pac3jp | 2011-01-31 14:53 | 航空・宇宙  

イカロスが太陽光圧でセイリングを始める!

 7月9日、イカロスの運用において、セイル展開後に実施した精密軌道決定により光子加速(太陽の光子の圧力(太陽光圧)により物体が加速されること)を確認し、これにより「IKAROS」は、惑星間航行において、光子による史上最大の加速度を発揮した実証機となりましたとJAXAから発表があった。
 詳しくはプレスリリースをクリック

 展開したセイルが受ける太陽光圧による推力は1.12mN(ミリニュートン)であり、想定通りの値で、1.12mNは、地球上で0.114gの物体にかかる重力にほぼ等しい。1円玉の1/10の重さの推力であのイカロスの14m四角のセイルと本体部分をあわせた合計310kgある探査機を加速させて行くのだ。

 セイルが主推進エンジンだが、セイルに貼ったソーラーパネルは姿勢制御スラスタなどのイオンエンジンの電源になるなど車でも流行のハイブリットパワーになっているという。

 イカロスBLOGを読んでいるとセイル展開後、「光圧以外にも,セイルに付着していた物質が気化して推力を発生するなども考えられるため」などと書いてあるので重力のごく少ない宇宙では気化する物質は多かれ少なかれ推進力は発生するものだろう。

 子供の頃、校庭の松の新芽を折って小さな泉水に浮かべて競争させた遊びがあったなぁ、と突然思い出した。あれは松の新芽から出る油分が水面に流れ出す際にでる推力が松の新芽をフネにしていたのかもしれない。もし宇宙空間だったらこの推力で宇宙の果てまで加速して飛んでゆくのかな?
 ・・・ちょっと次元が低い話しでした!

 やっぱり、JAXAが作ったイカロスの紹介ビデオが一番分り易いですね。


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by pac3jp | 2010-07-11 16:03 | 航空・宇宙  

内之浦宇宙空間観測所

 7年間もの長い宇宙の旅をして地球に帰ってきた「はやぶさ」が出発したのは、2003年5月9日13:29 大隈半島東岸にある内之浦宇宙科学研究所のロケット発射台からM-V5号機に搭載され旅立ったという。

 打ち上げ1年後、6年前の4月末、ボクは何も知らずにここを訪れてたが、その時、地球軌道上の探査機「はやぶさ」はイオンエンジンを併用した地球スイングバイに世界で初めて成功するなど、着々と長旅の準備をしていた。

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 ↑画像はミューセンター施設で整備塔と横たわっているのは「はやぶさ」を打ち上げた M-V型三段式固体燃料ロケットの模型?で、長さ:30.8m、直径:2.5mで本物の総質量は140.4tonもある。以外に小さいように思ったが大陸間弾道弾「ICBM」もこのサイズらしい。

 打ち上げ時はスタッフなど大勢の人が集まるのでしょうがこの日の構内は閑散として人影も疎らだった。ゲートを入るのもサインだけで簡単だったけど最近はテロがらみの規制があれこれ出来たのでどうでしょうかね。

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 ↑画像は広場に展示されたロケットのモニュメントと丘の上にはテレメーター用の34mアンテナ、右にコントロールセンターとレーダーセンターが見える。ここは打ち上げた衛星の追跡を行う60cm反射式天体望遠鏡及びシュミットカメラもあるという。

 この施設は6年前に行った時でも古びた施設だったのでもう大型ロケットの打ち上げなどやってないのかなと思っていたが、その後、'05年に「すざく」、'06年に「あかり」と「ひので」の計3基がM-Vロケットで打ち上げられた。トータルではM-Vロケット7基の内、1基は失敗したが、6基が科学衛星の打ち上げに成功した。

 5月に種子島宇宙センターからHⅡAで「あかつき」と同時に打ち上げられた「イカロス」のソーラセイルの軌道上でのテストは'06年のM-V8号機とM-V7号機のペイロードとして打ち上げられテストされたがこの時は2回とも不調だったようだ。あんなややこしいセイルがそう簡単に展開できるのだろうかと思っていたが、かなり前からしっかりお金をかけてテストをやっているんだと知って納得した。

 ボクは「ペットボトルロケット」のオーナーだったが、こんな本物のロケットは凄く高いだろうと思い調べてみると固体ロケットM-V1基を打ち上げるのに本体+輸送費+打ち上げ費用の総計は75億円だという。もっと安く上がる次期固体ロケット「イプシロンロケット」の計画はあるがまだちょっと先のことでしょうね。ちなみに最新型の液体燃料のHⅡAは本体だけで85億円するが5倍のパワーがあるそうだ。

 実はこの内之浦ロケット発射場の麓にある内之浦漁港には3回ほど寄港したことがある。九州東岸をクルージングするヨットには丁度良い中継点になる港で、湾奥の広い港で係留にも困らないし、お風呂も食事も近くにある。漁師さんも親切だった。一度は差し入れまで貰ったことがあったなぁ。

c0041039_91020.jpg この町にはロケット関連の補助金で建設されたと思われる大きなホール「内之浦銀河アリーナ」がある。あまり使われているようには見えないが付属施設の図書館などでは子供達が楽しそうにおしゃべりをしていた。公共施設は立派だがAコープなどはそれなりである。でも漁港の施設も大きいし定置網からの水揚げで盛況のように見えた。

【関連記事】: 7月24日 大隅半島・内之浦漁港
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by pac3jp | 2010-06-18 09:03 | 航空・宇宙  

ウーメラ砂漠から「はやぶさ」のカプセル回収作業完了!

 長い旅を終えた「はやぶさ」本体は大気圏に入ると激しく美しい火花になり黒い闇に消滅した。何か悲しい感じもしたが、その火花の下から細い光の尾をひいたカプセルが現れ、地上をめざし流星のように飛んでいった。しばらくするとカプセルはオーストラリアの予定の地点に落下したとニュースが流れ、やがてヘリからそのカプセルは目視確認された。



 「はやぶさ」カプセル回収作業完了! 熱シールドも発見!日本時間2010年6月14日16時8分、「はやぶさ」カプセルの回収作業を完了しました。なお、現段階でカプセルは破損していない模様です。また、熱シールド(防護材)を捜索した結果、6月14日14時頃に、WPA内にて発見しました。明日以降、回収作業に入ります。
※WPA : Woomera Prohibited Area (ウーメラ実験場(立入禁止区域))

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カプセルの着地状況
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カプセルの安全化処理作業 
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カプセル確認
 以上画像はJAXAのHPからお借りしました。


 カプセルの安全化作業には爆発物処理に使うような防護服を着た人がカプセルに繋がる白い電線をニッパーで切っているように見えるけど何をしているのだろう。服はもし、想定外の物質が入っていた時の防護のためでしょうか。

 帰還したカプセルには地球外の物質が入っている可能性があるのでプラネタリーカランタイン(惑星検疫)にも対応しておく必要があるという。それにはCOSPAR(国際宇宙空間研究委員会/コスパール)の承認が必要で探査の方法(観測や着陸だけか、試料採取か)や天体の種類に応じて計画を検討します。試料採取の場合、生命のもとになる有機物など地球に影響を与える物質が含まれている可能性が考慮されますが、今回はイトカワと同じ種類の小惑星から多くの隕石が降ってきており、持ち帰っても問題ないということです。

 空港でも検疫があるので地球外からでは当然でしょう。B級SFホラー映画の変な宇宙人が紛れ込んでも困りますからね。

 もう一つ、「はやぶさ」のイオンエンジンてなんだろうと探していると、JAXAの川口先生が書かれた素人向けのこんなお話しを見つけました。

 高性能のイオンエンジンと聞くと、F1マシンさながらに、あるいは宇宙戦艦ヤマトのようにぐいと加速するイメージを持たれる方が多いのですが、それはかなり違っています。「はやぶさ」のイオンエンジンの推力は、1円玉で2枚分ほどの力でしかありません。これで軽自動車くらいの「はやぶさ」を加速するわけです。
 これでも1年間駆動すると,時速で4500kmまでの加速することができます。これに必要な「燃料」(燃やすわけではありませんが)は、20kgほどです。ちょうど軽自動車を満タンにして加速させる場合と同じようなものですが、これだけで太平洋を2時間で横断するほどの速さまで加速することになります。


 アルゴンやキセノンといった「燃料?」ガスをイオン化させ、電気の力でそのイオンを加速して後方に押し出すことで推進力を得るという、イオンエンジンです。このイオンエンジンであれば、燃焼という過程は必要がないので、宇宙空間でも航行が可能になるのです。
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 ←イオンエンジンは、磁石でプラスとプラスだと離れるのと同じく、常に反発させて進んでいく。


【参考Web】:祝帰還!「はやぶさ」7年50億kmのミッション完全解説【その1】
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by pac3jp | 2010-06-15 14:58 | 航空・宇宙  

ソーラーセールで太陽系をセーリング!

 昨年、呉の大和ミュージアムでJAXAの小惑星探査機「はやぶさ」のドキュメント映画を見た。大きさがたった500mくらいしかない小惑星イトカワに到達し、そこの岩石サンプルを地球に持って帰るというプロジェクトだ。現在も進行中で大変面白いなあと思っていた。

 今度、JAXAではソーラーセイルを持つ小型ソーラー電力セイル実証機「イカロス」を打ち上げ、省エネ(燃料なし)で半年かけて金星を目指すと言う。

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 ↑イカロスのミッション
 H-IIAロケットで種子島宇宙センターから打ち上げられたイカロスは、その後、惑星間軌道上で、太陽指向でスピン分離します。数週間で膜面を展開し、薄膜太陽電池による太陽光発電を実現します(ミニマムサクセスレベル)。打ち上げ後半年間でソーラーセイルによる加速・減速を確認し、膜面の方向を調整して軌道制御を実施します(フルサクセスレベル)。

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 ↑ソーラーセイルは、超薄膜の帆を広げ太陽光圧を受けて進む宇宙船です。ソーラー電力セイルは、帆の一部に薄膜の太陽電池を貼り付けて大電力発電を同時に行い、制御システムを駆動するエネルギーを得る。

 「イカロスキャンペーン」では、あなたのお名前とメッセージをDVDに収録し、「イカロス」に載せ、金星軌道に向かって宇宙の大海に旅立つというものです。

 ボクも早速メッセージを送っておきました。世界中で2010/2/28までにキャンペーンに応募の先着20万名様に限り、名前をアルミプレートに刻印してイカロスの帆の先端にあるおもり(先端マス)に搭載してくれるという。

 セーリングなので色々と心配もあるが(誰かさんのヨットと違う?)、早めに応募して、分身だけでもお先に宇宙旅行をさせてやりませか!!

ソーラーセールとは
太陽の光がソーラセイルの表面で反射すると、光子という光の粒のエネルギーが帆への運動量に変換されます。これが宇宙空間でソーラーセイルを加速させる「押す力」となるわけです。その加速度はとても小さいのですが、連続して発生できます。化学エンジンを使ったロケットでは、燃料を燃やすことで目的の速度に到達させられるのですが、燃料消費を抑えるために運転を停止する必要があります。他方でソーラーセイルは常時加速を続けることで、結果として相対的に短い時間で非常に速い速度へと到達させることができるのです。推進力の方向は帆の太陽に対する角度を変えて制御でき、軌道速度を加速も減速もさせることができます。(JSPEC HPより)

【参考Web】JSPEC 月・惑星探査プログラムチーム
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by pac3jp | 2010-01-04 16:44 | 航空・宇宙  

今日は種子島泊まりです。

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4月13日 大隅海峡は西の強風、波高2・5m 港もブローでヨットが揺れる。本日は直ちに出航中止。

c0041039_107079.jpg レンタカーを借りて島内を観光。種子島と言えばロケット。ここ西之表から51kmありますが難なく到着、さすがに立派な施設だ。
 つい最近HⅡAの発射実験に成功して、なんとなく明るい雰囲気だ。宇宙科学技術館で2時間位楽しんだ。
 ゲーム形式の展示で面白く、パートナーはすっかりはまってしまったようでした。

 その他の観光地をあちこち経由し、また途中で安い温泉を見つけ入浴。島外大人300円だった。ここは満足。

港に帰るとすぐ横にドイツのヨットが係留している。アンカーを上げるのがまた心配だな。
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by pac3jp | 2005-04-13 20:51 | 九州周航