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Astro Sci-Tech NEWS VOL.6-08 2017.04.18

発行日:4/18

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   A S T R O  S c i−T e c h  N E W S    
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                           2017.4.18 VOL.6-08
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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!! 
└                                    ┘
┌                                    ┐
  ブログHPでは動画リンクしています!! 是非訪問下さい。
       http://npoastro.blog.shinobi.jp/
└                                    ┘
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 目 次   
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 ◆宇宙技術

  化学ロケットから太陽電気推進へ!! 高効率宇宙船で火星探査を制覇?!

 ◆宇宙技術

  新しい深宇宙時代に Gateway を月近傍へ!! 月は勿論 火星への拠点に!!

 ◆天文科学

  次のサンプルリターンは火星の惑星!! 世界初を狙って24年に打上げ!!


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 ▼化学ロケットから太陽電気推進へ!! 高効率宇宙船で火星探査を制覇?!
    
    related blog 1, 2
     http://npoastro.blog.shinobi.jp/80-%20related%20news%20-%20info/%E2%96%BC%E5%AE%87%E5%AE%99%E9%96%8B%E7%99%BA%E5%8F%B2%E4%B8%8A%E6%9C%80%E5%A4%A7%E3%81%AE%E3%83%9B%E3%83%BC%E3%83%AB%E3%82%B9%E3%83%A9%E3%82%B9%E3%82%BF%E3%83%BC%E9%96%8B%E7%99%BA%EF%BC%81%EF%BC%81%E3%80%80%E3%81%84%E3%82%88%E3%81%84
     http://npoastro.blog.shinobi.jp/80-%20related%20news%20-%20info/%E3%83%9B%E3%83%BC%E3%83%AB%E6%8E%A8%E9%80%B2%E6%A9%9F%E3%80%81%E6%B0%B8%E5%B9%B4%E3%81%AE%E8%AA%B2%E9%A1%8C%E3%81%AB%E8%A7%A3%E6%B1%BA%E3%81%AE%E9%81%93%EF%BC%9F%EF%BC%81%E3%80%80%E9%9B%BB%E6%B0%97%E6%8E%A8%E9%80%B2%E6%A9%9F%E3%81%AE
  
  月や火星が飛び交う時代、推進装置にも新技術の開発が進んでいる。これまでは、
  化学反応で推力を得るロケットだったが、これからは太陽光で推力を得るのだ。
  
  正確には、推進材として キセノン と呼ばれるガスを用いる。そのガスを太陽光
  による電磁気エネルギーで、プラズマ化して噴射する。
  
     e- + Xe0(キセノン) => Xe+ + 2e-
  
   <その仕組み>
    https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2d/Wfm_hall_thruster.svg/400px-Wfm_hall_thruster.svg.png
  
   <最新の5kW ホールスラスター  XR-5A >
    http://www.satnews.com/images_upload/1662651642/Aerojet_XR-5.jpg
  
  数年前から、NASAが Aerojet Rocketdyne社(AR社) に開発委託しているが、
  その開発品を発表した。従来は1列の噴射口に対し、3列にして出力を高める。
  
   <NASA開発中の13kW ホールスラスター>
    − 噴射口は 1列(=1チャンネル) −
    http://sservi.nasa.gov/wp-content/uploads/2016/04/sep_contract_award_image.jpg
  
   <RT社開発中の100kWクラス ホールスラスター>
    − 同心円状に3重に噴射口を配置(=3チャンネル) −
    http://www.nextbigfuture.com/wp-content/uploads/2017/04/x3thruster-730x430.jpg
    − 試験中の様子 出力30kWレベル −
    https://www.nasa.gov/sites/default/files/styles/side_image/public/thumbnails/image/aerojet-x3-plume-nextstep.jpg?itok=ulWLEQJj
  
  既に、衛星制御にも用いられている技術だが、その規模・性能が段違いなのだ。
  これまでは精々が5kWだったところ、100−200kWの出力を狙う。
  
  しかも、その効率の高さは驚きだ。比推力*(specific impulse; Isp)と呼ばれる
  数値が、これまでの推進装置に比べて、圧倒的に高く 2000秒 という。
   *;単位質量の推進剤で単位推力を発生させ続けられる秒数
  
   <推進装置の飛行速度と比推力値>
    − 通常 ロケットは200−500秒 −
    https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c5/Specific_impulse_%28Turbojet%2CRocket%2Cetc%29.PNG/300px-Specific_impulse_%28Turbojet%2CRocket%2Cetc%29.PNG
  
  絶対的な力の大きさでは、ロケットの比ではないが、持続的推進には向いている。
  物資を火星まで持ち込むなど、数ケ月の航行を狙って開発が進む。
  
    
  太陽系にいる限り、太陽エネルギーは無尽蔵だ。それを上手く使う事が、宇宙の
  開拓を効率よく進めるコツとも言える。これからのカギとなる技術になりそうだ。
  
  
  日本語情報
   http://jp.techcrunch.com/2016/04/25/20160422nasa-invests-67-million-into-solar-electric-propulsion-for-deep-space-exploration/
  英語情報
   http://www.nextbigfuture.com/2017/04/disruptive-space-technologies-from.html
   https://phys.org/news/2016-02-hall-thruster-contender-humans-mars.html
  
  Aerojet Rocketdyne社HP(太陽光電子推進)
   http://www.rocket.com/sep
  当該論文
   https://www.researchgate.net/publication/281101539_30-kW_Performance_of_a_100-kW_Class_Nested-channel_Hall_Thruster
  比推力値について
   https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%AF%94%E6%8E%A8%E5%8A%9B
  
  
  動画:NASA 太陽光電子推進装置の紹介(3分強)
   https://youtu.be/js1r4stQbXs  
  
  動画:火星向け太陽光推進衛星のイメージCG(1分弱)
   https://youtu.be/tfz1x4ioCpc
 
  動画:NASA ホールクラスター開発の様子(2分)
   https://youtu.be/N6lPlyMUtf4
  
  動画:ホールスラスター技術解説(1分強)
   https://youtu.be/cppouvwd-vA
  
 
 ▼新しい深宇宙時代に Gateway を月近傍へ!! 月は勿論 火星への拠点に!!  
  
    related blog
     http://npoastro.blog.shinobi.jp/61-%20astro%20news-%20space%20tech/%E2%96%BC%E6%9C%80%E6%96%B0%E9%8B%AD%E3%83%AD%E3%82%B1%E3%83%83%E3%83%88%E3%82%B7%E3%82%B9%E3%83%86%E3%83%A0%EF%BC%B3%EF%BC%AC%EF%BC%B3%EF%BC%81%EF%BC%81%E3%80%80%E5%85%88%E9%80%B2%E7%9A%84%E7%AC%AC%EF%BC%91%E5%8F%B7%E3%83%9F%E3%83%83
  
  ボーイング社を筆頭とするNASAのパートナー6社は、これからの宇宙開発を
  担っていく新しいコンセプトを発表した。
  
  その名も Deep Space Gateway と呼び、従来の国際宇宙ステーションから一歩先
  に進んだ印象だ。月より遠い、正に深宇宙への入り口として体制を整える基地だ。
  
  月の近くの空間に位置し、火星や月面などの更なる深宇宙に向けての経験を積み、
  結果として新しい技術の開発を促進していく基地になるのが、目指す姿だ。
  
   <Deep Space Gateway のイメージ図 フェイズ1>
    https://fsmedia.imgix.net/b1/4b/05/e2/1114/4b4c/9d8d/b36007566627/the-deep-space-gateway.png?auto=format%2Ccompress&w=700&q=70
  
  電源供給機能も有し、他の宇宙船ともドッキング、月探査へ準備する間、乗員の
  滞在も可能だ。探査基地としても機能し、長期滞在時の放射線防護も十分にある。
  
   <Deep Space Gateway のイメージ図 フェイズ2>
    https://fsmedia.imgix.net/ec/1d/11/d1/f0f0/4898/9e93/4c53f4d21f04/the-deep-space-transport.png?auto=format%2Ccompress&w=700&q=70
  
  ソーラー電気推進装置を有し、自船の位置を制御する。ロボティックミッション
  展開にも活用され、更には、宇宙船のメンテや組み立て等にも使われる見込みだ。
  
  開発中の大型ロケットシステム SLS* で、4回ほど物資輸送すれば実現する。
  2020年初頭に完成を目指し開発が進んでいる。キャパシティは4名分だ。
   *;Space Launch System
  
   <SLSのイメージ図>  
    https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/e/ee/Orange_tank_SLS_launch_through_clouds_-_Post_CDR.jpg/300px-Orange_tank_SLS_launch_through_clouds_-_Post_CDR.jpg
  
  
  更に将来には、火星近くへの配置も想定されており、先々の宇宙開発には大きな
  一歩となる計画だ。着実な進捗を期待したい。
  
  
  日本語情報
   http://moonstation.jp/blog/lunarexp/boeing-annouces-new-deep-space-transit-and-transport-system-for-future-moon-and-mars-missions
   http://sorae.jp/030201/2017_04_05_boeing.html
  英語情報
   https://www.inverse.com/article/29948-nasa-deep-space-gateway-transport-architectures-mars-travel
  
  SLS プレゼン資料
   http://www.boeing.com/assets/pdf/defense-space/space/sls/docs/sls_mission_booklet_jan_2014.pdf
  
  
  動画:Deep Space Gateway 連続静止画(5分半)
   https://youtu.be/hUYe84Rx-9E
  
  動画:開発中NASA宇宙船オリオンの紹介(16分強)
   https://youtu.be/DlkjMnWNjic
  
  動画:NASA 月探査への回帰(13分強)
   https://youtu.be/0n0q_Q7Em3k
  
  動画:欧州 月面基地の研究(9分弱)
   https://youtu.be/6_yIsLwI0H4
   

 ▽次のサンプルリターンは火星の惑星!! 世界初を狙って24年に打上げ!!   
    
  火星への探査衛星投入、世界初を狙うJAXA発表があった。ローバー等が投入
  されているが、意外にも探査機投入は失敗が続き、成し遂げれば世界初だ。
  
   <1998年打上げの 日本の「のぞみ」 2003年に投入断念>  
    https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e9/Nozomi-spacecraft-1998-artistconcept.png/300px-Nozomi-spacecraft-1998-artistconcept.png
  
  このミッションでは、火星の衛星 フォボス 或いは ダイモス に着陸、数グラム
  のサンプルを持ち帰る サンプルリターン を実施する。
  
   <フォボスとダイモス>
    − 長径:フォボス 約27km ダイモス 約16km −
    http://i.huffpost.com/gen/3053698/thumbs/o-MARS-570.jpg?4
  
  仏 国立宇宙センター(CNES)と共同事業、センサー類等の提供を受ける見込みだ。
  小惑星 イトカワ からのサンプルリターン、はやぶさ に続くプロジェクトだ。
  
   <JAXAとCNESとの調印式の模様>
    http://i.huffpost.com/gen/5230544/thumbs/o-JAXACNES-570.jpg?7
  
  2024年9月に打上げ、25年8月 火星到着、その後 3年掛けて衛星を観測、
  着陸と離陸を繰り返し、最終的にサンプル採取し、帰還は29年9月を予定する。
  
   <火星探査衛星のイメージ図>
    http://kawakatsu.isas.jaxa.jp/images/MMXimage.bmp
   <探査ルートイメージ図>
    http://www.air-cosmos.com/upload/18/pics/2017/04/paper/58ecd6cc750b0.jpeg
  
  火星の衛星を調べることで、地球や火星に水が運ばれた仕組みを探り、引いては、
  地球の生命環境が如何に作られたかを探れる。また、衛星の起源にも近づける。
  
  
  ロシアが先行する兆しもあるようだが、このサンプルリターンは、日本の十八番。
  なんとしても計画通り成功させて欲しいものだ。期待して見守りたい。
  
    
  日本語情報
   http://www.huffingtonpost.jp/2017/04/10/phobos-deimos_n_15911168.html
   http://www.fnn-news.com/news/headlines/articles/CONN00354985.html
   http://www.jaxa.jp/press/2017/04/20170410_cnes_j.html
  仏語情報
   http://danielmarin.naukas.com/2016/06/06/mision-mmx-una-sonda-japonesa-para-traer-muestras-de-las-lunas-de-marte/
   http://www.air-cosmos.com/le-cnes-et-la-jaxa-reflechissent-a-phobos-93141
    
  
  火星探査衛星 のぞみ について
   http://www.isas.jaxa.jp/missions/spacecraft/past/nozomi.html
  JAXA 火星探査衛星(MMX:Martian Moons eXploration)HP, PDF
   http://mmx.isas.jaxa.jp/index.html
   http://www.isas.jaxa.jp/j/topics/event/2016/0729_open/image/leaflet/1-3.pdf
  
  
  動画:火星探査機 のぞみ の全概要(3分)
   https://youtu.be/cQiNuVVHUqQ
  
  動画:フォボスとダイモスについて(アニメ: 2分弱)
   https://youtu.be/Pw0IZg7_4mo
  
  動画:キュリオシティが見上げるフォボス・ダイモス(30秒)
   https://youtu.be/DaVSCmuOJwI
   
  動画:はやぶさ の軌跡(13分強)
   https://youtu.be/WIZ23hke-FA
  
  
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