二重カプセル方式による低高度金星探査気球

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10450375
• Research Institution: Institute of Space and Astronautical Science
• Principal Investigator: 矢島 信之 宇宙科学研究所, システム研究系, 教授 (30200489)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川口 淳一郎 宇宙科学研究所, システム研究系, 教授 (10169691) ; 八田 博志 宇宙科学研究所, 宇宙推進研究系, 教授 (90095638) ; 雛田 元紀 宇宙科学研究所, システム研究系, 教授 (10013674) ; 井筒 直樹 宇宙科学研究所, システム研究系, 助手 (90184639) ; 後藤 健 宇宙科学研究所, 宇宙推進研究系, 助手 (40300701)
• Keywords: 金星探査 / 気球 / 二重カプセル / 惑星探査 / 高温エレクトロニクス / 軽量球殼 / 冷却システム

Research Abstract

金星の低高度領域を探査することを目的とした二重カプセル方式の気球プローブシステムについて以下の知見が得られた。
1 システム検討
高温高圧環境である金星の低高度を浮遊する金属気球システムについて、浮遊環境による、気球本体製造方法、運用方法等の諸条件を再検討し、複数のモデルを構築した。その上で、気球本体を軽量に製作する方法について、内部搭載物を保持する構造および気球システムを組みあげる作業を念頭におき、以下の3つについて検討した。
2 電鋳
ニッケルおよびニッケルコバルト合金について、引張試験および気密試験用の試験片を製作し、室温および300℃下における機械強度およびヘリウムリークディテクターを用いた室温下におけるヘリウムガスリークレートを測定し、種々のデータが得られた。この結果をもとに、直径25cmの小型モデルを製作に着手した。特にボス部および支柱部の設計を行い、ボス部と電鋳部の密着性の検討を行った。
3 繊維強化法
樹脂ライナとして全芳香族ポリエステル系液晶樹脂を検討し、気体透過係数の測定を行い、温度依存性を求めた。この結果をもとに、液晶ポリマフィルムによる直径30cmの球形ライナの成形を試みた。さらに外側耐熱CFRPとして熱硬化型ポリイミド樹脂を含浸させたフィラメントワインディング用ロービングプリプレグの候補材を選定し、その機械強度の測定を行った。さらに直径30cmの小型球形モデルの設計と製作に着手した。
4 チタン薄板の張り合わせ
チタン薄板の張り合わせによる接合部の強度を確認するために、実際に接着剤で接合した試験片の試験に着手した。

Research Products

• [Publications] Nobuyuki Yajima: "A New Design and Fabrication Approach for Pressurized Balloon"Adv.in Space Research Scientific Ballooning. 26・9. 1357-1360 (2000)
• [Publications] 矢島信之: "スーパープレッシャー気球の内外圧力差"宇宙科学研究所報告 特集. 第41号. 1-7 (2000)
• [Publications] Naoki Izutsu: "Venus Balloons at Low Altitudes by Double Capsule System"Adv.in Space Research Scientific Ballooning. 26・9. 1373-1378 (2000)
• [Publications] 井筒直樹: "高い耐圧性を有する気球の設計原理と飛翔テスト"日本航空宇宙学会論文集. 49・564. 9-15 (2000)
• [Publications] Ken Goto: "Rotational Fracture of Carbon-Carbon Composites"Proc.10th Iketani Conference on Materials Research Toward the 21st Century. (2000)
• [Publications] Ken Goto: "Fracture Behavior of Laminated Carbon-Carbon Composites"Ceramics Engineering and Science Proceedings. 21・3. 503-510 (2000)