ASTRO Sci-Tech NEWS

ASTRO Sci-Tech NEWS Vol.7-17 18.08.21

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   A S T R O   S c i-T e c h   N E W S
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 ┃                      2018.08.21 VOL.07-17            ┃
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 ┌                                    ┐ 
   宇宙技術を中心に航空・先端研究・最新技術など、世界中から夢ある科学技術
   ニュースを分かり易く解説します!! 幅広い方々にお楽しみ頂けます!! 
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   ブログHPでは動画リンクしています!! 是非訪問下さい。
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  目 次   
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 ◆宇宙技術

  マイクロサテライトに新推進装置!! 強力パワーで月でも火星でも!!

 ◆宇宙技術

  有人ロケット必須 緊急時脱出装置とは?! それはちょっと原始的?!

 ◆天文科学

  太陽観測の切り札登場!! Touch the Sun とは どんな事?!

  
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 ▼マイクロサテライトに新推進装置!! 強力パワーで月でも火星でも!!
 
 
  超小型衛星、マイクロサテライト。今後、5年で1万基が打ち上げられるという
 予測もあるほど 実に急成長している宇宙産業だ。開発競争もヒートアップ、世界
 のスペースベンチャーが挑んでいる。
  そんな中、一味違った推進装置を開発しているのが、米 Stellar Exploration社。
 通常、地球を周回するマイクロサテライトを、月の探査機を投入したり、月軌道を
 飛び歩いたり、更には 火星軌道への投入という、新たな境地を狙っている。

   - 開発中の Nano-satellite Propulsion スラスターは1つ -
    https://static.wixstatic.com/media/9d2855_bfa28bba8ba945e68e0713f88f025498~mv2_d_1447_1605_s_2.jpg/v1/fill/w_167,h_186,al_c,q_80,usm_0.66_1.00_0.01/9d2855_bfa28bba8ba945e68e0713f88f025498~mv2_d_1447_1605_s_2.webp

  その鍵は、二元推進剤と呼ばれる燃料にある。ヒドラジン(ジェット推進燃料用
 の還元剤)と四酸化二窒素(酸化剤) の2液を混合する。
  これまで、小型の推進装置は、一元推進剤と呼ばれるヒドラジンだけで、推力を
 出している。只、二元推進剤は、大型の推進装置では 良く使われる燃料であり、
 今回のチャレンジは、初の組み合わせと言う意味での開発だ。

   - 二元式推進装置説明図 -
    https://image.slidesharecdn.com/180227slidesharejp-180227135320/95/a-brief-history-of-chemical-rocket-engines-thrusters-for-spacecraft-8-638.jpg?cb=1519739706

   - 一元推進剤用の既存スラスター Orbital Propulsion Centre社製 -
    http://www.space-propulsion.com/common/images/hydrazine-thrusters.jpg

   - Stellar Exploration社 開発中スラスターのテスト状況 -
    https://spacenews.com/wp-content/uploads/2018/08/Stellar-Exploration-bi-prop-propulsion-879x485.png

  この技術では、小型ながら強力な推進力を発生、28kgのマイクロサテライト
 を毎秒2kmのスピードで移動させる事ができる。そして、燃料タンクも低圧設計
 で十分という事だ。

  そして、2022年に計画される NASAの小惑星 プシヶ [Psyche] 探査への
 採用を提案している。この際、火星引力を利用した fly-by と呼ばれる飛行コース
 が計画されているが、この実現には、火星の軌道へ投入すると言う、自力での移動
 が必要となる。それには、大きな推力が必要となるのだ。

   ◆ NASA Psyche Mission: Journey to a Metal World [5分強] ◆
    https://youtu.be/aExTQGcIGKo


  NASAの補助金を資金とし、新技術を開発する。小惑星探査と言えば、日本が
 十八番、はやぶさ・はやぶさ2の名前が世界に轟く。果たして、この時代の競争に
 勝ち続ける事はできるだろうか。


   ◆ とあるベンチャーの一元推進剤スラスター Static test [3分] ◆
    https://youtu.be/gPSmUB4noyQ

   ◆ New Thruster Aims to Help Microsats Bust Out of the Kiddy Pool [3分弱] ◆
    https://youtu.be/4mGgbzPVDEA

   ◆ Stellar Exploration 社の別プロジェクト:LightSail-1 Deployment [3分弱] ◆
    https://youtu.be/YMMA6bk7Kp4

   ◆ Hypergolic Fuels - The Chemistry of a Rocket Launch [6分弱] ◆
    https://youtu.be/IcjYdEW_HLQ


  英語情報
   https://spacenews.com/new-thruster-aims-to-help-microsats-bust-out-of-the-kiddy-pool/

  Stellar Exploration HP
   https://www.stellar-exploration.com/
  関連資料(CubeSat-Class Spinning Landers, 2014) pdf
   http://mstl.atl.calpoly.edu/~bklofas/Presentations/DevelopersWorkshop2014/Ridenoure_Spinning_Landers.pdf
  関係資料(NASA’s PLANETARY PROGRAMS AND TECHNOLOGY, 2018) pdf
   https://www.colorado.edu/event/ippw2018/sites/default/files/attached-files/1_opening_psd-planetary_science_overview_for_ippw_6.11.pdf
  関連論文(Monopropellant Micropropulsion System for CubeSats, 2009) pdf
   http://digitalcommons.usu.edu/cgi/viewcontent.cgi?filename=0&article=1269&context=smallsat&type=additional
  関係資料(Monopropellant Thrusters) pdf
   https://ocw.mit.edu/courses/aeronautics-and-astronautics/16-522-space-propulsion-spring-2015/lecture-notes/MIT16_522S15_Lecture12.pdf
  関係資料(化学スラスタ小史) link
   https://www.slideshare.net/akirakakami/a-brief-history-of-chemical-rocket-engines-thrusters-for-spacecraft-89078528



 ▼有人ロケット必須 緊急時脱出装置とは?! それはちょっと原始的?!
 
 
  民間ロケット開発が進む中、こんな技術も開発されている。緊急時に宇宙飛行士
 が退避する装置だ。United Launch Alliance 社の Starliner のテストが行われた。
  緊急時と言っても、発射前トラブルに対する装置。ちょっと拍子抜け、という気
 もするが、こういう基本的な原始的な装置が 万一の命を助けるのだ。

   - Starliner Emergency Egress System -
    https://www.gannett-cdn.com/-mm-/4696693940ad53a4a89fa0bbb2356d3f6c887ba9/c=111-0-1707-1200/local/-/media/2017/04/03/Brevard/Brevard/636268318592366513-DSC-4160.jpg?width=520&height=390&fit=crop
    https://www.gannett-cdn.com/-mm-/d3b37bd8607a00c56b0625bf95660cc5fdb70973/c=102-0-1698-1200/local/-/media/2017/04/03/Brevard/Brevard/636268318591274492-DSC-4203.jpg?width=520&height=390&fit=crop

  ジップラインと呼ばれるケーブルに、1人乗りのゴンドラで一気に、発射台の上
 から地上まで降りてくる。勿論、ゴンドラは人数分設置される。
  実際には、地上へ降りるというより、発射台から遠く離れると言うのが正解だ。
 その距離、実に 400m以上という長さを滑り降りる。20名もの人間を90秒
 以内に地上に降ろす能力があるという。
  
   ◆ Starliner Emergency Egress System Test [3分弱] ◆
    https://youtu.be/u31z5gKJWrE

  この装置には、前例がある。アポロ時代からスペースシャトルまで設置された。
 この時は、バスケット型で2名が搭乗できた。機動性からだろう、小型化、軽量化
 され、この装置となった。

   - スペースシャトルの緊急脱出装置 Slide-wire Baskets -
    https://www.nasa.gov/images/content/114846main_SO_42.gif

   ◆ Emergency Egress Slidewire Baskets [5分弱] ◆
    https://youtu.be/TGMWdtQYkbc


  この緊急脱出装置、次はどのような形になるだろう。100人以上を搭乗させる
 スペースX社のBFRロケットでは、打ち上げ前のアクシデントは根絶されている
 必要がありそうだ。きっと この様な地道な開発が、宇宙を身近にさせるのだろう。
 

   ◆ Orion Evacuation Evaluation / SLS Space Launch System [2分強] ◆
    https://youtu.be/6JREkYeGfQg

   ◆ Ride in Boeing Starliner atop a ULA Atlas V [5分強] ◆
    in this 360 Launch Experience
    https://youtu.be/zKjFF9Fqt4I


  英語情報
   https://www.space.com/41401-astronauts-emergency-escape-zip-line-nasa-photos.html
   https://www.floridatoday.com/story/tech/science/space/2017/04/03/atlasv-rocket-boeing-starliner-astronauts-emergency-egress-system-commercial-crew/99972784/

 
 
 ▽太陽観測の切り札登場!! Touch the Sun とは どんな事?!

  
  パーカー・ソーラー・プローブ、A Mission to Touch the Sun、となんとも挑戦的
 フレーズを謳いあげる太陽探査機が打ち上げられた。
  
   - Parker Solar Probe:A Mission to Touch the Sun プロジェクトマーク - 
    https://blogs.nasa.gov/parkersolarprobe/wp-content/uploads/sites/274/2018/08/Parker-Solar-Probe_Logo-300x300.png

   - 太陽に近づく パーカー・ソーラー・プローブ のイメージ図 -
    https://www.skymania.com/wp/wp-content/uploads/2017/05/SPP_ObservingSun_reduced.jpg

  Touch the Sun とは どの位まで近づくのだろうか。太陽表面から600万km
 とされる地点、未踏の地点だ。実に、地球との平均距離の4/100に過ぎない。
 太陽に最も近い、水星の更に内側、この水星からみても1/10の距離になる。
  この600万kmは、2024年12月と予定され、最初に近づく今年11月は、
 2400万kmと それでも太陽コロナの内側を通過する。

   - パーカー・ソーラー・プローブ の予定コース -
    https://www.rocketlaunch.live/img/news/PSP-Mission-Design.png

  予定コースを見ての通り、周回ではなく、超楕円軌道で太陽表面をスレスレ通過、
 そんな探査だから、その瞬間を乗り切れば なんとか観測ができる訳だ。
  即ち、600万km地点を通過する時は、時速72.4万km。人類史上、最も
 速い速度を達成するという。

   ◆ Parker Solar Probe--Mission Overview [3分半] ◆
    https://youtu.be/i_z19KPvV1w

  それでも、灼熱の太陽に近づくには対策が必要だ。その一番が、耐熱シールドだ。
 厚さ11cm、幅2.4mで探査機を守る。
  これは、硬いカーボンファイバーのプレート2枚で、スポンジのような超軽量の
 断熱カーボンフォームを挟んだ構造をしている。計算では、太陽側の表面温度は、
 1370℃、裏側の探査機側では、300℃と、1000℃の遮断能力がある。

   - 積み込み前の パーカー・ソーラー・プローブ とイラスト図 -
    上部にシールドの厚い板 小型車ほどで、質量 約635kg
    https://media.wired.com/photos/5b6cc4d45bac5521a29ba7a2/master/w_600,c_limit/parker.jpg
    https://directory.eoportal.org/documents/163813/3705371/ParkerSP_Auto4B.jpeg

   - 耐熱シールドの構造図 -
    https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/csz/news/800/2018/cantheparker.jpg

   ◆ Blowtorch vs Heat Shield [1分半] ◆
    https://youtu.be/BKinVmBoIrE

  ここに一つの秘密がある。通常、コロナ温度は、100万℃を超えると言われる。
 それに触れる想定なのに、対策温度は、1370℃という 一見矛盾と思えないか。
  それは、真空の中をどのように熱が伝達するか、という話になる。高速で高温の
 粒子の密度が非常に低い環境なため、ダイレクトな熱は伝わらないという。
 

  最初の接近 今年の11月を皮切りに、7年間で24回の観測機会を得る。主に
 太陽風を観測し、太陽の秘密に迫る。これまで議論されてきた いろいろな仮説に
 答えを出してくれる事だろう。楽しみにフォローしていきたい。

  因みに、探査機の名前 パーカー というのは、天文学者 パーカー博士の事だ。
 科学や文明の発展、また人類の精神的深化・高揚に、著しく貢献した方々の功績を
 讃える国際賞 日本の京都賞でも、太陽風と宇宙電磁流体現象解明による宇宙科学
 への多大な貢献 を讃え 受賞されている。発射当日も、そのロケットを見上げた。

   - ユージン・ニューマン・パーカー [Eugene Newman Parker] -
    https://www.kyotoprize.org/wp/wp-content/uploads/2016/02/19kB_Parker.jpg

   - Renowned physicist Eugene Parker (at 91) watches the launch -
    https://directory.eoportal.org/documents/163813/3705371/ParkerSP_Auto39.jpeg


   ◆ Why Won't it Melt? How NASA's Solar Probe will Survive the Sun [3分] ◆
    https://youtu.be/TN6rZF5dSRg

   ◆ NASA’s Parker Solar Probe explained in detail [13分半] ◆
    https://youtu.be/zJo0tIxNLxU

   ◆ Parker Solar Probe Thermal Protection System [4分半] ◆
    Enters Thermal Vacuum Testing
    https://youtu.be/jjvvZeB8rN8

 
  日本語情報
   https://wired.jp/2018/08/12/parker-solar-probe-brush-with-the-sun/
   https://wired.jp/2018/06/17/nasas-new-parker-probe/
   https://japanese.engadget.com/2018/08/13/parker-solar-probe-launches/
   https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00484713
  英語情報
   https://www.space.com/41424-parker-solar-probe-sun-science.html
   https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/p/psp
   https://phys.org/news/2018-08-parker-solar-probe.html
  パーカー博士について
   https://www.kyotoprize.org/laureates/eugene_newman_parker/
  Parker Solar Probe Press Kit - August 2018 pdf
   http://parkersolarprobe.jhuapl.edu/The-Mission/docs/SolarProbe_PK_WEB.pdf



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 <発行にあたり> 

  このメルマガは、NPO法人 ASTROがお贈りする、宇宙を始めとする
  世界中の最先端の科学や技術の情報をご紹介するものです。

  日本では、あまり報道されない、面白いネタニュースを探して、分かり易く
  説明・解説し、科学技術の楽しさや大切さを伝えていきたいと思っています。

  ご意見、ご感想もお待ちしております。宜しくお願いします。

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