微小重力環境下における流体や粉粒体との相互作用の理解

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18KK0108
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: 大槻 真嗣 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, 助教 (50348827)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 馬場 満久 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (10773715) ; 澤田 弘崇 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, 研究開発員 (70392842) ; 加藤 裕基 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (70538587) ; 佐藤 泰貴 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, 助教 (70726760)
• Project Period (FY): 2018-10-09 – 2021-03-31
• Keywords: 微小重力環境 / スロッシング / 粉粒体 / テラメカニクス

Outline of Annual Research Achievements

日本が世界に先駆けている小惑星からのサンプルリターンでは，はやぶさに代表される瞬間のタッチ＆ゴー方式から，安全な長時間滞在へ向けたより高度な技術開発が求められている．小惑星の環境条件，特に重力環境が地球上と異なり，かかる重力の大きさに依存して挙動が変化する，衛星(探査機)内部の燃料等流体の運動や着陸装置が接触するレゴリス等の粉粒体との相互作用の把握が機器設計の鍵となる．実績の多い月(1/6G)や火星(1/3G)の探査機が置かれた重力環境と違い，小惑星(1/1000G以下)では流体や粉粒体に作用する複数の力のバランスが大きく崩れることが理論上認識されており，微小重力実験で粉粒体/流体の応答を確認する必要がある．本研究では，小惑星への安全な長期滞在を実現することを目指し，落下棟を利用した微小重力実験で粉粒体/流体と機械の相互作用に関する基本データを取得し，探査機に影響する卓越した作用力を力(反力)の観点で単純化したモデルを獲得することを目的としている．基本データ取得のためには外乱が少なく重力品質の良い微小重力実験を行うことが必須であり，それを日本国内で行うことは現在できないため，海外機関(DLR)と協力の下，ドイツの落下棟施設(ZARM)を利用する．本年度，海外機関と相談の上，来年度の落下棟試験の試験キャンペーンの調整を行った．また，試験回数が限られるため，国内の2.5秒程度の低重力環境を提供できる施設を利用した，事前確認試験を行うための装置準備を行った．

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

国内落下棟を利用した試験準備を前倒しで完了することができたため．

Strategy for Future Research Activity

当初の計画どおり進める．

Causes of Carryover

国内落下棟での事前確認試験の実施日が2月末から4月に変更されたため，試験費用の繰り越しが生じた．