次世代推進システム「エレクトリックセイル(電気帆)」

Posted by moonrainbow on 12.2017 宇宙への旅   0 comments   0 trackback
太陽風の荷電粒子を受け推進する「電気帆」を50機で小惑星群を探査する構想

次世代推進システム「エレクトリックセイル(電気帆)」
Credit: NASA

太陽風の荷電粒子を利用する次世代推進システム「エレクトリックセイル(Electric Sail )(電気帆)」

宇宙空間で推進力を得る次世代の技術として、太陽風の荷電粒子を利用する「エレクトリックセイル(電気帆)」への関心が次第に高まっています。すでに実証済みの「太陽帆」とは異なる技術で、いまだ宇宙での実績はないが、米航空宇宙局(NASA)のプロジェクトにも採用されるなど、実現する日が近づきつつあるようです

■エレクトリックセイルの仕組み

太陽は荷電粒子(主に電子と陽子)を絶えず放出しており、この荷電粒子の連続的な流れが太陽風と呼ばれます。エレクトリックセイルは、回転する多数の長いワイヤーを帯電させ、太陽風に対して正の電位に保つことで、太陽風の陽子と反発して推進力が生み出されます

太陽風の圧力は極めて小さいため、推進に必要な電位を得るにはワイヤーを長く伸ばす必要があります。そこで、毛髪より細い25ミクロン(毛髪は約50~100ミクロン)のワイヤーを20kmも伸ばすシステムが構想されています

■従来の太陽帆との違い

いっぽうの太陽帆は、太陽が発する光子(光を構成する素粒子)を薄膜に反射させ、光の入射方向と逆向きの力を発生させて推進力を得ます。薄膜に生じる力は帆の面積と光圧力に比例するため、十分な推進力を得るためには薄膜の面積を大きくする必要があります

また、光圧力は光源からの距離の二乗に反比例するため、太陽からの距離が離れるほど、加速が弱まっていきます。これに対し、太陽風の届く範囲(太陽圏)の中では荷電粒子の量が一定しているため、エレクトリックセイルは一定の加速を維持できるメリットがあります

計算上は、1000kgの探査機が100本のワイヤーを備えていれば、毎秒1ミリメートル毎秒毎秒の加速度を得られます。これは、最初の1秒間で1ミリ進み(秒速1ミリ)、次の1秒間で2ミリ進む(秒速2ミリ)という加速の度合いで、1年後には秒速30キロメートルに達します

■NASAのプロジェクトにも採用

エレクトリックセイルの第一人者は、フィンランドの宇宙科学者ペッカ・ヤンフネン氏だ。同氏は、NASAが2015年に発表した研究プロジェクト「太陽圏境界面・静電気高速移動システム(Heliopause Electrostatic Rapid Transit System:HERTS)」に参画。HERTSでは、エレクトリックセイルで推進するシステムで、ヘリオポーズと呼ばれる太陽圏境界面の120~150AU(天文単位)の距離まで、15年以内に到達することを目指す。ヤンフネン氏の研究成果は、早ければ1~2年以内に打ち上げられるNASAの外惑星ミッションに反映される可能性があるといいます

また、ヤンフネン氏は2017年9月にラトビアで開催された欧州惑星会議で、エレクトリックセイルで推進する超小型探査機50機で最大300個もの小惑星を探査する構想を発表しました。個々の探査機には4センチの望遠鏡が搭載され、赤外線分光計によって小惑星に含まれる鉱物資源などを調査できるという。ミッション全体の推計費用は約6000万ユーロ(約80億円)で、小惑星1個あたりの探査費用を抑えられるメリットがあるとしています

Animation of Heliopause Electrostatic Rapid Transport System (HERTS)



2017年11月2日
ニューズウィークより

ビゲロー・エアロスペース社の月上空の膨張式の居住モジュールは「B330」

Posted by moonrainbow on 25.2017 宇宙への旅   0 comments   0 trackback
2022年までに設置する月周辺に膨らむ宇宙ステーション

月周辺に膨らむ宇宙ステーション

国際宇宙ステーション(ISS)へと空気で膨らむ拡張モジュール「BEAM」を打ち上げ、さらなる運用期間の延長も予定されているビゲロー・エアロスペース(Bigelow Aerospac)。同社は膨張式の居住モジュールを月周回軌道へと2022年までに設置するという目標を発表しました
 
この膨張式の居住モジュールは「B330」と呼ばれるもので、月探査の拠点や実験スペースとしての利用が想定されています。以前の発表では、膨らませた状態での内部スペースは330立方メートルで、単独かつ自動での運用が可能だとされています
 
今回の発表では、B330はユナイテッド・ローンチ・アライアンス(ULA)の「ヴァルカン」ロケットで打ち上げられます。2019年に運用が始まるこのロケットで、まず2020年にB330を地球低軌道に打ち上げ1年間の実証実験を実施。この最中にはISSへの補給任務や宇宙飛行士の滞在が行われる予定です
 
そして次に2機のヴァルカンを打ち上げ、地球低軌道にロケット上段「ACES(Advanced Cryogenic Evolved Stage)」を設置。そして片側のACESからもう片方のACESへと燃料を全て移動させ、燃料が満タンになったACESからB330へと燃料が補給され、月へと旅立つのです
 
この計画はNASAによる有人月面探査にも大きく関わっており、さらに、ビゲロー・エアロスペースの社長は将来の火星探査についても、同社の膨張式拡張モジュールが役立つだろうと言及しています
 
Image Credit: Bigelow Aerospace

2017/10/18
Soraeより

地球近傍小惑星「ベンヌ」目指すNASAの小惑星探査機「オシリス・レックス」

Posted by moonrainbow on 21.2017 宇宙への旅   0 comments   0 trackback
小惑星探査機「オシリス・レックス(OSIRIS-REx)」が2017年9月22日に地球スイングバイへ 

オシリス・レックス

地球近傍小惑星「ベンヌ」からのサンプルリターンを目指す、NASAの小惑星探査機「オシリス・レックス(OSIRIS-REx)」。2016年9月に打ち上げられた同探査機は2017年9月22日の12時52分(米国東部時間)に地球をスイングバイする予定です
 
ベンヌは直径約500kmほどの小さな天体ですが、そのサンプルからは初期太陽系の姿のヒントが得られるものと期待されています。そこから地球などの惑星の誕生経緯や、さらには生命の起源についても解き明かそうとしているのです
 
オシリス・レックスは2018年10月にベンヌに到着し、まず2年ほど軌道上から小惑星を観測。そして資料を採取します。やがてベンヌを離れ、2023年にサンプルの入ったカプセルが地球へと帰還する予定です
 
今回のスイングバイでは、オシリス・レックスは南極の約1万8000km上空を通過します。小惑星からのサンプルミッションというと「はやぶさ」によるイトカワでのミッションや、現在実施中の「はやぶさ2」でのミッションを思い出してしまいます
 
Image Credit: NASA

2017/09/20
Soraeより

スペースXの「宇宙服」

Posted by moonrainbow on 17.2017 宇宙への旅   0 comments   0 trackback
スペースXが宇宙船内で利用する「宇宙服」の全身画像を初公開

「宇宙服」の全身画像

2017年8月に独自開発の「宇宙服」を公開した、宇宙開発企業のスペースX。そのスペースXを率いるイーロン・マスク氏が、あらたに宇宙服の全身画像を公開しました
 
今回公開されたのは、以前のものと同じく船内活動用のスリムな宇宙服です。さらに、宇宙服を着た人の後ろには「ドラゴン2(有人版ドラゴン)」が控えています。このドラゴン2は将来宇宙飛行士を国際宇宙ステーション(ISS)に輸送したり、さらなる惑星探査でも利用される予定です
 
以前宇宙服が公開された際に、マスク氏は「この宇宙服は実際に利用可能なものだ。すでに減圧室でのテストをなどを経過している」とも語っています
 
スペースXは2018年2月に無人のドラゴン2を打ち上げ、同年6月には宇宙飛行士を搭乗させてISSへと打ち上げる予定です。さらに2018年後半には、プライベートな旅行客による月往復飛行も予定しています
 
Image Credit: スペースX

2017/09/11
Soraeより

ドラゴン2宇宙船などで利用する「宇宙服( Spacesuit)」

Posted by moonrainbow on 30.2017 宇宙への旅   0 comments   0 trackback
イーロン・マスク氏がスペースXのドラゴン2宇宙船などで利用する「宇宙服」を初公開 

宇宙飛行士のための宇宙服

現在スペースX社が開発をすすめる、有人宇宙船「ドラゴン2(有人版ドラゴン)」。その有人打ち上げは2018年6月に予定されていますが、それに先駆けて同社CEOのイーロン・マスク氏はドラゴン2に搭乗する宇宙飛行士のための宇宙服を公開しました
 
マスク氏が公開した上の画像はCGやモックアップではなく、実際に利用可能な宇宙服です。すでに減圧室でのテストなどを経ており、マスク氏は「美しさと機能性のバランスをとるのに苦心した」と明かしています。なお、この宇宙服の詳細については数日後に明かされるそうです
 
スペースXとボーイングはNASAと、宇宙飛行士を国際宇宙ステーション(ISS)へと輸送する商業乗員輸送プログラム(CCP)の契約を結んでいます。そして、スペースXのドラゴン2に搭乗する宇宙飛行士はこの宇宙服を着用するのです。ドラゴン2は2018年2月に無人での打ち上げを、そして同年6月に有人での打ち上げを予定しています
 
ドラゴン2といえば、先日にはエンジン噴射を利用した着陸技術「Propulsive Landing」の利用中止を示唆し、通常のパラシュートによる着水を行うとしています。またボーイングも2018年8月に有人打ち上げを予定している宇宙船「CST-100 スターライナー」用の宇宙服を公開し、いよいよ民間企業が運用する宇宙船で人類が宇宙へと飛び立つ日が近づいているのです

Image Credit: スペースX

2017/08/24
Soraeより
 

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