イオンエンジンで宇宙まで




東大の宇宙工学研究室で「はやぶさ2」のイオンエンジンの燃焼実験をやるというので立ち会いました。

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[はやぶさ2:出典JAXAデジタルアーカイブス]

「はやぶさ2」のミッションは、C型小惑星(炭素質小惑星)1999JU3に到着後1年半をかけて惑星探査を行います。

前回の「はやぶさ」では3カ月しか惑星イトカワに滞在できなかったのですが、今度は思い切り長期間惑星1999JU3に滞在します。

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[1999JU3:出典JAXAデジタルアーカイブス]

2014年 打上げミッション。H-2Aで打ち上げ予定
2015年 地球スイングバイ
2018年 小惑星到着
  小惑星の近接観測
  ミネルバⅡの投下、表面資料の採集
  衝突装置が小惑星に衝突
  衝突体の衝突による小惑星表面地形の変化や形成された人工クレーターを探査機が観測
  小惑星の内部構造、地下物質、再集積過程の研究。
  人工クレーターでの資料採集。
2019年 小惑星出発
2020年 地球帰還

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[地球スイングバイ:出典JAXAデジタルアーカイブス]

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さて、「はやぶさ2」の推進系統は2つありまして、
化学推進系では2液ヒドラジン方式による12個のスラスタ、
電気推進系ではマイクロ波放電式イオンエンジン4個のスラスタです。
「はやぶさ」の問題点からの改良として誘導航法制御系では2重冗長化プロセッサHR5000Sを搭載することで高信頼性を得ています。

イオンエンジンの点火実験は高度に真空化されたチェンバーで行なわれます。

04_2065ionengine.jpg
[真空チェンバー]

イオンエンジンはカソードから発射される電子のビームによりキセノンガスをイオン化させ、それを円盤状のコイル表面にぶつけます。スラスタでチャージしながら推進力としていきます。

05_2067ionengine.jpg
[イオンエンジンのスラスタコイル]

点火したイオンエンジンです。これは側面から見たところ。イオンエンジンの少し上にある光っている円筒型パーツがカソードです。

06_2070ionengine.jpg
[イオンエンジン点火]

さらに探査ローバーとしてミネルバ-2A1、2A2、2Bの3機を搭載予定です。
この円筒形の箱がローバ-です。だいたい1Lのオイル缶くらいの大きさです。小さいでしょ。

ローバーというと中国の玉兎号とかアポロのルナローバーとかバギー型を想像しますが、
ミネルバ2は内部のモーターの回転でトルクをつくりぴょんぴょんとホップします。

07_0075ionengine.jpg
[ミネルバ-2:出典JAXAデジタルアーカイブス]

まあ、ガンダムに出てきたハロをイメージすると分りやすいです。

ミネルバもガンダムに出てくる戦艦の名前ですが、JAXAはどんだけガンダムフリークなんでしょうか。

08_d391ionengine.jpg
[ハロ:出典ガンダムSEED]



JIMMY

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