Search Strategy for Unknown Space Objects for the Long-term Sustainability of Outer Space Activities

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H02355
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 花田 俊也 九州大学, 工学研究院, 教授 (30264089)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 宇宙活動 / 長期的持続可能性 / 宇宙ごみ / 光学観測

Outline of Annual Research Achievements

充電池の加熱・過充電が原因であるロシア放送衛星EKRAN 2(国際標識77092A)の充電池破裂破砕を実験的に再現するため、人工衛星の縮尺模型に、ロシア放送衛星EKRAN 2の充電池が破裂した際のエネルギーに等価な爆薬を模型内部に配置し、爆破した。その結果、衛星本体は完全に破壊され、破片も多数放出された。放出された破片のサイズ分布、サイズ・面積質量比分布およびサイズ・面積分布等を分析し、これらの分析結果とアメリカ航空宇宙局の標準破砕モデルおよび欧州宇宙機関の改良版破砕モデルと比較・検証し、比較的よく一致することが確認できた．しかし、衛星本体が完全に破壊され、破片が多数放出された事実は、実際の状況（追跡されている破片は比較的大きく、数は少ない）と異なることが明らかとなった。実際の状況を十分に説明できるためには、ロシア放送衛星EKRAN 2(国際標識77092A)の充電池破裂破砕の破壊モードは、衛星本体内部に配置された充電池が破裂したことで発生したガス・破片等が衛星本体を内部から完全に破壊したというよりは，衛星本体外側に配置された充電池が破裂したことで発生したガス・破片等が衛星本体を外部から推したために付属物が衛星本体から分離した、と考えるのが妥当である。よって、このことを検証するため、ロシア放送衛星EKRAN 2の充電池が破裂した際のエネルギーに等価な爆薬を模型外部に配置し、爆破する追加実験を計画する。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナ禍で，充電池の加熱・過充電が原因であるロシア放送衛星EKRAN 2(国際標識77092A)の充電池破裂破砕を人工衛星の縮尺模型とロシア放送衛星EKRAN 2の充電池が破裂した際のエネルギーに等価な爆薬を用いて再現する充電池破裂破砕実験の準備が大幅に遅れたため。

Strategy for Future Research Activity

ロシア放送衛星EKRAN 2の充電池が破裂した際のエネルギーに等価な爆薬を模型内部に配置し、爆破した場合、衛星本体は完全に破壊され、比較的多くの破片を放出し、実際の状況（追跡されている破片は比較的大きく、数は少ない）と異なるため、ロシア放送衛星EKRAN 2の充電池が破裂した際の破壊モードは、当初想定した内部エネルギーの解放により衛星本体が完全に破壊されたというよりは、本体外側に配置された充電池が破裂したことで、充電池から発生したガス・破片等が本体を推したため、付属物が衛星本体から分離した、と推定されるので、その検証のため、ロシア放送衛星EKRAN 2の充電池が破裂した際のエネルギーに等価な爆薬を模型外部に配置し、爆破する。
上記と並行して，東京大学木曽観測所シュミット望遠鏡用モザイクCMOSカメラによる可視光広視野動画サーベイ（トモエゴゼン）のデータを利用して、1992年2月と2014年6月に残留燃料の爆発が原因で比較的多くの破片を放出しているアメリカ ロケット上段機体TITAN 3C TRANSTAGE(国際標識68081E, 69013B)の破砕を例に、これまで確立した手法が検証できるか確認する。