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ソーラーセイル実証機「IKAROS」単語

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ソーラーセイル実証機「IKAROS」とは、宇宙航空研究開発機構JAXA)の工学機である。

正式名称は小型ソーラー電力セイル実証機「IKAROS」。
IKAROSInterplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun)

概要

IKAROS

2010年5月21日H2Aロケット17号機で金星探査機「あかつき」の相乗り小衛星のひとつとして打ち上げられた。 

「ソーラーイルのみで宇宙空間を航行できること」「ソーラーイルに取り付けられた薄膜太陽電池によって発電ができること」の実的としたJAXAの機体である。

所属・運用はJAXA惑星プログラムグループJSPEC)、プロジェクトマネージャー略称:PM)は治(同グループ助教・工学博士)、本体製造はNEC東芝スペースシステム他(「はやぶさ」や「あかつき」でもおなじみ)。

ちなみに、名前の由来は「勇気一つをともにして」から。(森リーダーからのメッセージexit)  

なお、火星探査機「のぞみ」からの伝統で、「君も太陽系ヨットに乗ってしよう!」というキャンペーンが行われ、応募した15万人余りの名前が先端マスに、メッセージDVDに入れられ搭載されている。

ミッションの目標

JAXAではIKAROSミッションにおいて、ソーラーイルの展開と薄膜太陽電池による発電の実現までをミニマムサクセス、ソーラーイルによる加速と減速、軌制御の実施までをフルサクセスと位置付けている。

私たちは、このソーラーイルによって、太陽系大航海時代を先導します。

JAXA 惑星プロジェクトチームJSPEC)のIKAROS将来計画exit exitより

またエクストラ実験としていくつかの工学/理学ミッションを実行する予定である。

ソーラーセイルについて

ソーラーイル太陽帆)とは宇宙空間で薄膜状の帆に太陽を受けて反射することにより、その際の太陽圧で推進する仕組みのことである。構想自体は100年以上前から存在していたが、その開発はかなり困難であり、宇宙空間に至った実機としては世界初となる。

ソーラーイルの開発で苦労したのは、宇宙空間の過酷な環境に耐え得る軽量かつ薄い帆に使用する素材の開発、および宇宙空間での帆の展開方法の2点である。IKAROSの帆には厚さ0.0075mmのポリイミド脂が採用され、打ち上げ時には本体に折り畳まれて収納された。打ち上げ後に先端にを付けた一辺14mとなる正方形の帆を本体をスピンさせることで生じる遠心力を利用して展開している。

ソーラー電力セイルについて

ソーラーイルとは、日本独自の手法として研究されている推進手段である。ソーラーイル太陽圧を用いて機体を駆動するが、太陽から離れるにつれ太陽は弱くなり推進効率が低下してしまう。そこでセイルに貼付けた軽量の薄膜太陽電池で電を起こし、その電イオンエンジンを駆動することで機体を加速するという「合わせ技」が考えられた。これがソーラーイルである。

日本は今後トロヤ群小惑星木星などの深宇宙にソーラーイルを使用する計画を立てており、IKAROSはそのために不可欠な画期的薄膜太陽電池の技術実を行う機体でもある。太陽電池を使うことで、これまで深宇宙に使われてきた原子力電池(放射性同位体の崩壊熱を用いる電池。打ち上げ失敗時のリスクに抵抗が強い)に頼らなくてよいというメリットも生じる。なお、IKAROSイオンエンジンは搭載されていない。

公式マスコットキャラクター

JAXA公式マスコットキャラクターとして「イカロス君」がおり、金星探査機「あかつき」の「あかつきくん」「きんせいちゃん」と共に公式サイトblogに登場している。JAXAでは子供向けの解説なども用意しており、そちらでも活躍している。

また、「イカロス君exit」によるTwitterでの実況も行われている。2010年6月14日頃の搭載カメラの分離から前後して、2台のカメラDCAM2くん」(DCAM2kunexit)と「DCAM1ちゃん」(DCAM1chanexit)もTwitterを始めている。

参考記事 → 広報実証機「IKAROS」

ちなみに、JAXA関係のtwitterにおいては、はやぶさに次いで2番にフォロー数が多い。

イカロス君

HappyBirthday

公式曲

http://www.jspec.jaxa.jp/ikaros_channel/bn019.htmlexit

航行履歴・ニュース


  • 2010年6月10日ミニマムサクセス達成
    • 6月3日から行われていたソーラーイルの展開作業が6月10日に成功したことが11日発表された。その際に薄膜太陽電池の発電も確認され、ミニマムサクセスを達成している。
      展開作業は折りたたまれたソーラーイルを伸ばす一次展開と広げる二次展開の二段階で行われたが、一次展開の最中にソーラーイルを伸ばすにしたがって徐々に落ちるはずのスピンレートが逆に僅かに上がる現が確認され、経過を観察するために一次展開の作業を途中で停止することとなった。しかし、問題しとして8日に一次展開作業を再開し了。一次展開されたソーラーイルの安定を待って、9日に二次展開作業が行われ了した。
      この後、IKAROSは膜面デバイスの試験を経て、ソーラーイルによる航行技術の確立というフルサクセスへ向け、金星して航行する。








これにて、IKAROSは予定されていた全ての実験を終えた

エクストラミッション(後期運用)

フルサクセス達成から2012年3月までの1年間、引き続き新たなテーマで帆の挙動を試験する他、追加観測機器によるのダスト観測やガンマ線偏の初観測をして運用中。運用の継続是非は状況を見て適宜判断するとのこと。

フルサクセス達成時点で既に通信可な範囲を出始めており、姿勢制御に必要な燃料も半分を切っている。サブチームリーダー津田氏は、「通信が出来なくなるまでの間、帆が大きく変形するような思い切った姿勢変更を試してみたい」と話している。

通信が出来なくなった後のIKAROSは、いわば人工惑星となって、地球金星の軌間で太陽を周回し続けることになるという。そのままの軌で行けば2015年地球に再接近すると予測されており、その姿を拝むことが出来るかもしれない。期待して待とう。



  • 2011年10月時点:運用継続
    • 事前に言われているように、後期運用ではソーラーイルが大きく変形すると予測されるほど低回転(最低で0.055rpm付近)までスピンレートを落とした。結果は予想された太陽圧による帆の変形はさほど確認されず、むしろIKAROS本体の方が首振り運動を行う結果が出るなど、興味深い挙動データが蓄積されている。
    • ただし、後期運用に入ってからはアンテナ地球に向け続けることが困難となっており、たびたびビーコン運用が行われている。また、データ地球に送る為にはアンテナ地球に向ける姿勢変更が必須となっているため、燃料の消費が大きい模様。

  • 2011年10月18日逆スピン運用に成功 → 該当記事exit
    • イル展開時より行っていたスピンの方向を逆向きにすることに成功。これにより今までの回転方向とは違った軌制御データや、減速方向に掛かっていた太陽圧の風車効果がどうなるのかなど、運用終盤になって興味深いデータが得られることになった。

  • 2011年12月末:運用継続
    • 逆スピン運用開始以降、太陽圧による風車効果でスピンが加速しており、12月末にはソーラーイル展開以降最速の-5.3rpmに達している。(マイナスが付いているのは逆スピン運用中のため)
      これにより帆の剛性が上がって姿勢制御が困難となっており、低回転時には太陽の方を自然に向いていたのが、高回転時には慣性航行する通常の宇宙機のような挙動となっている。そのため太陽電池が固定された状態となっており、現在の進行方向に進むにつれ太陽方向から徐々に度がずれ充分に発電出来なくなっており、電喪失が危惧されている。また距離も非常に離れており、電低下とあいまって電波が非常に弱くなっており、運用データの解析にも非常に苦労している状態となっている。
      イカロスチームは電喪失によって運用中断したとしても、姿勢の条件が整えば逆に帆のスピンが減速に向かうと予想しており、それにより再び太陽向性が取り戻されれば電が復帰して通信可になると予想している。


  • 2012年5月末時点:冬眠モードからの電復活は確認できず → 該当記事exit
    • 冬眠モード突入後、2月12日3月14日4月17日5月8日・19日・30日と探索運用が行われるも、電復帰は確認されず。5月に入ってからの運用回数が増えているのは、これからIKAROSの姿勢が良くなって電復帰と通信可な状態が両立する可性が高まると期待されているため。
      なお、冬眠期間中に打ち上げから2周年を迎えている。この2年間で多くの成果を上げているIKAROSは、今後も復帰に向けた探索運用を続ける予定となっている。




受賞歴等

関連動画

 
 

イカロス君

関連曲

こぼればなし

MTSAT-1R(ひまわり6号) MTSAT-2(ひまわり7号
気象庁HPexit

       φ ← ココ色のがソーラーイル
       /     太陽電池の圧と釣り合いをとるための「帆」
      / 
      /
   η, /      地球近傍の静止軌でも
  / /_/_    太陽圧はいろいろといたずらする
  (/   /|
  |´Д`|/
  /' ̄./~
  /' ̄./ヽ__)
 /' ̄./
 /ニニ/


と思ったら、黒幕自らカミングアウトした。
2010年8月8日 神奈川県立川図書館でのはやぶさ講演にて)

   , ノ)
  ノ)ノ,(ノi
  (    (ノし
┐) ∧,∧  ノ
..|( ( ....:::::::) ( 「黒幕が自ら正体を明かす展開にみんな衝撃を受けているだろう」
 ̄⊂/ ̄ ̄7 )
 (/ 黒幕 /ノ
   ̄TT

( ´・・`)「アチコチの講演でカミングアウトしているでしょ。もはや黒幕とはいえません」

ちなみに、PM率いるイカロスチームは、30代の研究者を中心に構成されている若いチームで(はやぶさプロジェクトに関った人も多い)、ISASで学んでいる現役の学生たちも機体の制作から関わっているほどである。この中から、黒幕の跡を継ぐ者が生まれるかもしれない。

なお、あかつきの打ち上げまでに機体が完成しなかった場合は、単なる「オモリ」として乗せることになっていたとのこと(((( ;゜Д゜)))ガクガクブルブル


お絵カキコ

宇宙ヨットで太陽系侵略しなイカ?

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