非球形状プロジェクタイルによる超高速衝突損傷の評価と新バンパーシールドの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13305065
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 赤星 保浩 九州工業大学, 工学部, 助教授 (60222519)
• Keywords: 二段式軽ガス銃 / 宇宙ごみ / 二次デブリ雲 / フラッシュX線 / 超高速衝突 / 運動エネルギ分布 / 飛散角度分布 / 耐衝撃構造

Research Abstract

本研究では,フラッシュX線を用いて衝突時に発生する多数の破片を3方向から撮影し,個々の破片の3次元座標ならびに速度を測定し,速度と飛散角度との関係を明らかにした.さらに,別途軟回収によって集めた破片の質量を測定を行い,これをもとに運動エネルギと飛散角度との関係も明らかにした.また,同時並行に,昨年度開発したサボ分離機構を再検討し,加工性の向上ならびに分離信頼性の向上を図った.この再検討したサボに回転楕円体(a=b≠c)を取付け,超高速で打ち出す実験を行い,衝突直前の回転楕円体の姿勢のフラッシュX線撮影ならびに衝突後のデブリ雲の撮影を行った.一方,自己シールド機能の開発として,昨年度まで配置していたシールド材の位置を,実際の国際宇宙ステーションのバンパー構造に近い構造の中間に配置するように変更を行った.その結果,自己シールド材の熱損傷が著しく低下し,シールド性能が大幅に向上することが確認された.また,シールド性能を評価する指標として圧力低下の時間歴を測定していたが,これをもとに自己シールド材でシールドされていない領域を等価貫通直径に換算することで,実験条件等によらない統一性の高い評価方法を提案した.
さらに,二段式軽ガス銃の高性能化を図るにあたり,昨年度までは軽ガスにヘリウムガスを用いていたが,秒速4km以上の衝突実験においては水素を用いるように変更した.その結果,最高速度を昨年度までの秒速4.98kmから秒速5.91kmまで更新することができた.

Research Products

• [Publications] H.Hata, Y.Akahoshi: "Development of Self-Shielding Bumper Against Space Debris"Proceedings of the 23rd International Symposium on Space Technology and Science. Vol.II. 2348-2353 (2002)
• [Publications] Y.Akahoshi, K.Koda, H.Hata: "Measurement of the Second Debris Clouds in Hypervelocity Impact"Proceedings of the 23rd International Symposium on Space Technology and Science. Vol.II. 2354-2359 (2002)
• [Publications] Y.Akahoshi, Y.Sato, K.Furukawa, H.Hata: "Validity of Mixed Gas in Two-Stage Light Gas Gun"Proceedings of the 23rd International Symposium on Space Technology and Science. Vol.II. 2372-2376 (2002)
• [Publications] 波多, 赤星, 花田, 倉員, 八坂, 原田: "静止軌道におけるスペースデブリ衝突に関する研究"平成14年度衝撃波シンポジウム講演論文集. 53-56 (2003)
• [Publications] 栃澤, 田中, 赤星: "デブリ防護シールドの検証"平成14年度衝撃波シンポジウム講演論文集. 71-74 (2003)
• [Publications] 赤星, 波多: "二次デブリ雲計測と衝突速度の高速化の検討"平成14年度衝撃波シンポジウム講演論文集. 87-90 (2003)