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Study on Dynamics of Penetrator into Ice and its Application to Space Exploration in Relation to Prebiotic Materials

Research Project

Project/Area Number 25289301
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Aerospace engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Suzuki Kojiro  東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (10226508)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2014: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2013: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Keywordsペネトレータ / 太陽系探査 / 氷 / 高速衝突 / バリスティックレンジ / ダイナミクス / 流体力学 / 圧縮性流体力学 / 数値流体力学 / 極超音速流 / 化学反応流 / 生命前駆物質
Outline of Final Research Achievements

Ice over the surface of bodies in the solar system is an important target for exploration from a viewpoint of the origin of life. The main objective of the study is to clarify the dynamics of the penetrator, which is a spear-type impact probe for investigation of the interior, into ice. The high-speed impact experiment at the maximum velocity about 400 m/s using the ballistic range reveals the characteristic features of the crater forming, motion of fragmented ice pieces, penetration trajectory, distance, stop angle and so on. The flow-through duct is useful for relaxation of the impact force and the sampling device. Based on the experimental results, the semi-empirical analysis model to calculate the force acting on the penetrator and its trajectory was developed. In the hypersonic wind tunnel experiment, it is pointed out that the flow around an ice piece with significant surface sublimation becomes unstable, resulting in dispersion of its trajectory in the atmosphere.

Report

(4 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2016 2015 2014 2013

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Visualization of High-Speed Impact of Penetrator into Icy Target2016

    • Author(s)
      Kojiro Suzuki, Kazuya Namba, Yasumasa Watanabe
    • Journal Title

      Journal of Flow Control, Measurement & Visualization

      Volume: Vol. 4 Issue: 02 Pages: 56-69

    • DOI

      10.4236/jfcmv.2016.42006

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 圧縮されるがほぼ膨張しない流体モデルの創成とその応用2016

    • Author(s)
      鈴木宏二郎、難波和也、渡邉保真
    • Organizer
      平成27年度航空宇宙空力シンポジウム
    • Place of Presentation
      指宿いわさきホテル(鹿児島県指宿市)
    • Year and Date
      2016-01-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Visualization of High-speed Impact of Penetrator into Icy Target2015

    • Author(s)
      Kojiro Suzuki, Kazuya Namba, Yasumasa Watanabe
    • Organizer
      The 13th International Symposium on Fluid Control, Measurement and Visualization
    • Place of Presentation
      ドーハ(カタール)
    • Year and Date
      2015-11-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Study on Dynamics of Penetrator into Ice2015

    • Author(s)
      Kojiro Suzuki, Kazuya Namba, Yasumasa Watanabe
    • Organizer
      30th International Symposium on Space Technology and Science
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-07-08
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 圧縮性非膨張性流体モデルのダイナミクスに関する考察2015

    • Author(s)
      鈴木宏二郎
    • Organizer
      第47回流体力学講演会/第33回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学生産技術研究所(東京都目黒区)
    • Year and Date
      2015-07-02
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 衝突貫入シミュレーションのための圧縮性非膨張性流体ソルバーの開発2015

    • Author(s)
      鈴木宏二郎
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合 連合大会2015年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • Year and Date
      2015-05-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 氷へのペネトレータ貫入ダイナミクスに関する研究2015

    • Author(s)
      鈴木宏二郎、難波和也、渡邉保真
    • Organizer
      平成26年度航空宇宙空力シンポジウム
    • Place of Presentation
      グランドホテル天水(鳥取県米子市)
    • Year and Date
      2015-01-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] SPH 法による異種物質衝突解析での計算スキーム検討2014

    • Author(s)
      難波和也、柴田寿一、大道勇哉、渡邉保真、鈴木宏二郎
    • Organizer
      第28回数値流体力学シンポジウム
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都、江戸川区)
    • Year and Date
      2014-12-09
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 氷天体を目標としたペネトレータの衝突貫入における機体形状の効果2014

    • Author(s)
      難波和也、大道勇哉、渡邉保真、鈴木宏二郎
    • Organizer
      第58回宇宙科学技術連合講演会
    • Place of Presentation
      長崎ブリックホール(長崎県、長崎市)
    • Year and Date
      2014-11-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 氷ペネトレータの貫入ダイナミクスに関する基礎研究2014

    • Author(s)
      鈴木宏二郎、難波和也
    • Organizer
      2014年度アストロダイナミクスシンポジウム
    • Place of Presentation
      JAXA宇宙科学研究所(神奈川県相模原市)
    • Year and Date
      2014-07-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 強いアブレーション噴出しを伴う氷塊まわりの極超音速流れ2014

    • Author(s)
      鈴木宏二郎、渡邉保真
    • Organizer
      第46回流体力学講演会/第32回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • Place of Presentation
      弘前文化センター(青森県、弘前市)
    • Year and Date
      2014-07-03
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 氷天体用ペネトレータ衝突貫入ダイナミクスの基礎特性に関する研究2014

    • Author(s)
      難波和也、鈴木宏二郎
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合 連合大会2014年大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2014-04-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 氷ペネトレータ実現に向けた流動ダイナミクスの研究2014

    • Author(s)
      鈴木宏二郎, 矢野良輔, 難波和也
    • Organizer
      平成25年度航空宇宙空力シンポジウム
    • Place of Presentation
      登別温泉 第一滝本館, 登別市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 氷へのペネトレータ衝突・貫入に関するバリスティックレンジ実験2014

    • Author(s)
      難波和也, 鈴木宏二郎
    • Organizer
      平成25年度衝撃波シンポジウム
    • Place of Presentation
      青山学院大学相模原キャンパス, 相模原市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Study on Chemical Factory in Hypersonic Wind Tunnel Flow Using Ablation and Electric Discharge2013

    • Author(s)
      SUZUKI, Kojiro and WATANABE Yasumasa
    • Organizer
      44th AIAA Thermophysics Conference
    • Place of Presentation
      Sheraton San Diego, サンディエゴ市, アメリカ
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 密度変化のある低速流れの数値解析について2013

    • Author(s)
      鈴木宏二郎
    • Organizer
      第45回流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀, 江戸川区, 東京
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 氷天体用ペネトレータの貫入特性に関する基礎研究2013

    • Author(s)
      難波和也, 鈴木宏二郎
    • Organizer
      第57回宇宙科学技術連合講演会
    • Place of Presentation
      米子コンベンションセンター, 米子市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-21   Modified: 2019-07-29  

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