Development of a Super-Pressure Balloon Flying at the World's Highest Altitude

• Project/Area Number: 25H00411
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Broad Section C
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: 齋藤 芳隆 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (50300702)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 冨川 喜弘 国立極地研究所, 先端研究推進系, 准教授 (20435499) ; 秋田 大輔 東京科学大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (30435812) ; 中篠 恭一 東海大学, 工学部, 准教授 (60408028) ; 松尾 卓摩 明治大学, 理工学部, 専任教授 (80406834)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2030-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥202,670,000 (Direct Cost: ¥155,900,000、Indirect Cost: ¥46,770,000); Fiscal Year 2025: ¥49,270,000 (Direct Cost: ¥37,900,000、Indirect Cost: ¥11,370,000)
• Keywords: スーパープレッシャー気球 / 科学実験気球 / 大気重力波 / 膜構造物 / 網

Outline of Research at the Start

高い高度で長時間飛翔するスーパープレッシャー気球には、軽い材料で高い耐圧性能を発揮する構造が必要であり、その鍵は高張力繊維の高い比強度をいかに有効に利用するか、にある。我々は皮膜に高張力繊維の網をかぶせて実現する可能性を探ってきた。加えて、気球には気密性能が必要であり、放球時にかかる応力もできるだけ小さい必要がある。これらの関門を潜り抜けるため、数値シミュレーション手法を開発し座屈強度を定量的に予測する方法を開発して網のかぶせ方を改良すると共に、皮膜を二層にしたり、溶着機を開発したりすることで気密性能を向上させ、地上試験、飛翔試験の結果を踏まえて気球を製作する具体的な方法を開発する。