金星探査機「あかつき」は12月7日に再投入 - 2年以上の科学観測でエクストラサクセスも : 理系にゅーす

1: 2015/02/11(水) 00:56:06.83 ID:???.net

掲載日：2015年2月10日
http://news.mynavi.jp/articles/2015/02/10/planet-c_retry2015/

①5年間の時を経て、再び金星に挑む「あかつき」

　宇宙航空研究開発機構(JAXA)は2月6日、金星探査機「あかつき」に関する記者会見を開催し、今年12月7日に金星周回軌道へ投入する計画であることを明らかにした。あかつきは日本初の金星探査機。2010年5月21日に打ち上げられ、同年12月7日に金星に最接近したが、推進系のトラブルにより周回軌道への投入に失敗していた。

計画を説明するJAXAの中村正人・あかつきプロジェクトマネージャ
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2010年3月にプレス公開された金星探査機「あかつき」
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｜ぴったり5年後の再挑戦

　あかつきの目的は、金星の大気の運動を観測することである。特に、金星最大の謎として、「スーパーローテーション」と呼ばれる現象がある。金星の自転速度は非常に遅いのだが(自転周期は243日)、大気上層では秒速100mにも達する暴風が吹き荒れている。これは自転速度の60倍もの速さで、なぜこんな風速が出るのか、原因が分かっていなかった。

　こういった謎を解明するため、あかつきは近金点300km、遠金点8万kmという、非常に細長い楕円軌道に投入する計画だった。だが、周回軌道に投入するため、軌道制御エンジン(OME)を噴射したところ、機体の姿勢に異常が発生し、燃焼を自動的に中断。減速が足らずに、金星を通過してしまい、そのまま太陽を周回する軌道に入っていた。

　事故後の検証で、燃料を加圧するための配管にあるバルブに塩(えん)が生成し、閉塞したことが原因だと特定された。
ここが閉塞したことで、燃焼中に燃料の供給量が減少し、酸化剤の割合が相対的に増え、正常な燃焼条件を逸脱。
温度の異常上昇を引き起こし、その結果、ノズルが破損したと見られている。

あかつきのOME。これが壊れてしまった
http://news.mynavi.jp/articles/2015/02/10/planet-c_retry2015/images/003l.jpg

　その後、OMEの試験噴射を行ったところ、完全に壊れていることが分かり、使用を断念。以降の軌道制御については、小型の姿勢制御エンジン(RCS)を使うことになった。この経緯については過去記事が詳しいので参照して欲しい。

【レポート】「あかつき」の軌道制御エンジンは使用断念 - 当初の観測軌道投入は困難に
http://news.mynavi.jp/articles/2011/10/01/planet-c_rcs/

　2011年11月には、最初の軌道制御を実施。近日点で減速を行い、遠日点の高度を下げ、2015年11月に金星に再会合する軌道への投入に成功した。それから現在まで軌道制御は行っていないが、今後、今年7月の軌道修正で再会合を12月7日にずらし、同日、最接近時にRCSを20分ほど噴射して、金星周回軌道に投入する計画だ。

地球、金星、あかつきの位置関係。あかつきは遠日点で金星軌道に接する楕円軌道(黄色)を周回している
http://news.mynavi.jp/articles/2015/02/10/planet-c_retry2015/images/004l.jpg

続く

引用元: ・【宇宙開発/レポート】金星探査機「あかつき」は12月7日に再投入 - 2年以上の科学観測でエクストラサクセスも

2: 2015/02/11(水) 00:57:06.10 ID:???.net

　投入日が5年前と同じ「12月7日」になったのは「たまたま」とのことだが、中村正人・あかつきプロジェクトマネージャは「本来なら5年前に成功して当然のミッション。幸いにして再びチャンスが与えられたので、粛々と責任を果たしたい。感傷的にならず、冷静に事を進めたい」と、現在の心境を語る。

　ちなみに再会合を当初予定していた11月から遅らせたのは、11月投入の軌道だと安定性が悪く、太陽重力の影響によって、すぐに金星に落ちてしまうリスクがあったからだ。12月投入の軌道であれば、このリスクが小さい。

　あかつきは非常に長い楕円軌道を飛行するため、太陽重力の影響を受けやすい。近金点の高度はいつも300kmというわけではなく、この影響のせいで、1,000km以上になることもあるそうだ。12月投入の軌道でも、近金点が大きく変動することは変わらないものの、すぐに落ちてしまうようなことにはならないという。

②当初の計画から大幅に変更される観測軌道

｜現在の機体の状態は?

　あかつきの打ち上げから、もうすぐ5年が経過しようとしている。現在、もっとも懸念されているのは、搭載機器の劣化だ。
あかつきの設計寿命は4.5年。これをすでに超えてしまっている。もっとも、設計寿命を過ぎてもすぐに壊れるというわけではないが、逆に、いつ壊れても不思議ではないとも言える。

　特に大きな問題は熱だ。あかつきは元々、金星を周回するための探査機であるので、金星(太陽から約0.7AU)での熱環境に耐えられるよう設計されていた。だが、周回軌道への投入に失敗したことで、あかつきは太陽を回る人工惑星となり、近日点では太陽に約0.6AUにまで接近。想定以上の熱を受けることになってしまった。

太陽からの距離によって受ける熱は変わる。当初の計画(左のグラフ)に比べ、かなり大きな熱入力がある
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　あかつきはこれまでに7回、近日点を通過しており、今ちょうど8回目を迎えているところだ。金星軌道では、太陽からの熱入力は2,649W/m2であるが、近日点では最大3,655W/m2にもなる。これは、2,800W/m2以下という設計条件を大きく超えており、冷却能力が不足した結果、機器の温度が上昇することになる。

　探査機各部の温度履歴を見ると、近日点を通過する度に、全体的に温度が上がってきていることが分かる。探査機の周囲は金色の多層断熱材(MLI)に覆われているのだが、この劣化が進行しているために、温度が上昇しているものと推測される。一部の機器では、設計マージンを超えており、「油断はできない状況」(同)だ。

探査機の温度履歴。近日点で温度が上がり、遠日点(金星軌道)で温度が下がっている。上昇傾向にあることが分かる
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　金星に再会合するまでには、あと1回、今年8月に近日点を通過する。最後の試練を乗り越えて、無事な状態で何とか金星まで辿り着いて欲しいところだ。

　一方、気になるのは事故を起こした推進系であるが、RCSは今のところ、問題は無い模様だ。加圧側のバルブは依然としてほぼ閉塞しており、燃焼を続けると徐々に推力が低下してしまうものの、20分程度であれば問題ない見通し。
石井信明・あかつきプロジェクトエンジニアは「必ず投入できると思う」と自信を見せる。

JAXAの石井信明・あかつきプロジェクトエンジニア
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続きはソースで

<参照>
ISAS | 金星探査機「あかつき」による今後の金星周回軌道再投入及び観測計画について / トピックス
http://www.isas.jaxa.jp/j/topics/topics/2015/0206_akatsuki.shtml

6: 2015/02/11(水) 01:10:13.08 ID:Tac+X0s2.net

燃料蒸発してもとるやろ

9: 2015/02/11(水) 01:21:51.82 ID:GV2RKAGw.net

JAXAのダメな点。

１．５年前の失敗にも関わらず２号機を今だ投入していないこと。
２．失敗からのダメもとレベルのリカバリー作業を仕事のように宣伝していること。
３．予算がないことｗ

13: 2015/02/11(水) 02:02:13.21 ID:EWKwnZjJ.net

>>9
予算が無いのはJAXAのせいじゃないだろ

10: 2015/02/11(水) 01:24:30.99 ID:GV2RKAGw.net

４．エクストラサクセスとかキモイ造語を公につかっていること。

11: 2015/02/11(水) 01:25:11.26 ID:3DYiBuJZ.net

DREAMS COME TRUEですね