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金星の低高度を飛翔する水蒸気を浮力媒体とした膨張型気球

研究課題

研究課題/領域番号 14350515
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 航空宇宙工学
研究機関独立行政法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

井筒 直樹  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部大気球観測センター, 助手 (90184639)

研究分担者 山田 哲也 (山田 哲哉)  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部宇宙輸送工学研究系, 助手 (10280554)
後藤 健  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部宇宙輸送工学研究系, 助教授 (40300701)
横田 力男  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部・宇宙構造材料工学研究系, 助教授 (90342625)
矢島 信之  宇宙科学研究所, システム研究系, 教授 (30200489)
研究期間 (年度) 2002 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
13,900千円 (直接経費: 13,900千円)
2005年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2004年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
2003年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2002年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
キーワード気球 / 金星探査 / 惑星探査 / 大気突入カプセル
研究概要

高温,高圧,硫酸性の大気を有する金星の厚い雲の下,高度35km(大気圧0.6MPa、大気温度180℃)にスーパープレッシャー型気球を長期間浮遊させることを目的とした膨張型気球システムについての研究を行つた。新たに考案した水蒸気を浮揚ガスとする自己膨張型円筒スーパープレッシャー気球の実現を図るために必要となる気球本体技術を確立し,さらに,金星大気突入後の気球の展開・膨張過程のシミュレーシヨン手法の研究を行った。
1 気球のライフタイムの向上
気球用皮膜として,水蒸気バリア性能に非常に優れている耐熱性液晶ポリマーフィルムを使用し,さらに、ニッケルメッキ、ルテニウムメッキ、ダイヤモンドライクカーボンの3層コートを施すことにより目標としてきた1ヶ月を大幅に上回る半年程度の長期間の浮遊時間が確保できる目処がついた。これは,実際に上記の処理を施した皮膜の高温水蒸気透過度を,高温恒温器と精密電子天秤を用いた直接計測法により求めることにより評価を行つた。液晶ポリマーへの加工性,コーティング層の密着性について,下地の加熱処理,表面調整の最適化を検討し,密着度に問題ないレベルに到達した。これにより、バリア性能が高く柔軟性に富んだ気球用皮膜が製作可能となった。
2 金星大気突入と気球の展開
耐熱エントリーカプセルに収納された気球を効率よく展開する方法についてシミュレーションを行い検討した。気球内部の熱伝達を層にわけた手法によりシミュレーションすることにより,より実際の膨張過程に近い解析が可能となった。実機の各部の熱伝達率を実測することにより,この解析手法を用いて実際の膨張過程が予測可能となる。今後,気球の降下中の,気球・大気間,気球・惑星間の輻射熱伝達を加えることにより,より実際の膨張過程に近づけることを行う予定である。

報告書

(5件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2006 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (21件) 文献書誌 (10件)

  • [雑誌論文] Japanese Polar Patrol Balloon Experiments from 2002 to 20042006

    • 著者名/発表者名
      N.Izutsu
    • 雑誌名

      Advances in Space Research (未定)(印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] スーパープレッシャー気球の設計と今後の開発2006

    • 著者名/発表者名
      井筒直樹
    • 雑誌名

      平成17年度大気球シンポジウム

      ページ: 41-44

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 科学観測用大型気球および長時間飛翔気球の最適設計2006

    • 著者名/発表者名
      井筒直樹
    • 雑誌名

      第6回宇宙科学シンポジウム (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] USERS REVカプセルの開発研究および飛行後解析2005

    • 著者名/発表者名
      山田哲哉
    • 雑誌名

      宇宙航空研究開発機構研究開発報告 RR-04-045

      ページ: 1-135

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Investigation, development and analysis of USERS REV capsule (in Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      Yamada Tetsuya
    • 雑誌名

      JAXA Rep. RR-04-045

      ページ: 1-135

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Inductively-Coupled High Enthalpy Flow Generator for Planetary Entry Probes2005

    • 著者名/発表者名
      T.Yamada
    • 雑誌名

      24th Int.Symp.Space Tech.Sci. 24

      ページ: 559-564

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Venus Entry Probe and Balloon Observation2005

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Yamada
    • 雑誌名

      4th International Symposium Atmospheric Reentry Vehicles and System, Arcachon-France

      ページ: 21-23

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Inductively-coupled Plasma Generator for the Planetary Entry Probe2005

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Yamada
    • 雑誌名

      International Symposium on Space Technology and Science 24(印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] B500型気球の放球と飛翔2005

    • 著者名/発表者名
      井筒直樹
    • 雑誌名

      宇宙航空研究開発機構報告 未定(印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 惑星突入ミッション〜金星カプセルと気球による大気観測2005

    • 著者名/発表者名
      山田哲哉
    • 雑誌名

      平成16年度宇宙航行の力学シンポジウム (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Venus balloons using water vapor2004

    • 著者名/発表者名
      N.Izutsu
    • 雑誌名

      Adv. Space Res. 33

      ページ: 1831-1835

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Inductively-coupled high enthalpy flow generator for planetary entry probe2004

    • 著者名/発表者名
      T.Yamada
    • 雑誌名

      24th Int. Symp. Space Tech. Sci. 24

      ページ: 559-564

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Venus balloons using water vapor2004

    • 著者名/発表者名
      Izutsu N.
    • 雑誌名

      Advances in Space Research 33

      ページ: 1831-1835

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Inductively-coupled high enthalpy flow generator for planetary entry probes2004

    • 著者名/発表者名
      Yamada T.
    • 雑誌名

      24th Int.Symp.Space Tech.Sci. 24

      ページ: 559-564

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Venus balloons using water vapor2004

    • 著者名/発表者名
      N.Izutsu
    • 雑誌名

      Advances in Space Research 33

      ページ: 1831-1835

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 気球による惑星探査と日本の金星気球計画2003

    • 著者名/発表者名
      井筒直樹
    • 雑誌名

      日本惑星科学会誌 12

      ページ: 268-275

    • NAID

      110003320346

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Planetary Exploration by Balloons and Japanese Venus Balloon Study (in Japanese)2003

    • 著者名/発表者名
      Izutsu Naoki
    • 雑誌名

      Journal of the Japanese Society for Planetary Sciences 16

      ページ: 268-275

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 膨張型低高度金星気球2002

    • 著者名/発表者名
      井筒直樹
    • 雑誌名

      宇宙科学研究所報 44

      ページ: 51-61

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Feasibility study of Venus entry capsule and balloon observation2002

    • 著者名/発表者名
      T.Yamada
    • 雑誌名

      23rd Int. Symp. Space Tech. Sci. 23

      ページ: 1059-1064

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Inflatable Low Altitude Venus Balloons (in Japanese)2002

    • 著者名/発表者名
      Izutsu Naoki
    • 雑誌名

      ISAS Rep. 44

      ページ: 51-61

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Feasibility study of Venus entry capsule and balloon observation2002

    • 著者名/発表者名
      Yamada T.
    • 雑誌名

      23rd Int.Symp.Space Tech.Sci. 23

      ページ: 1059-1064

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 井筒 直樹: "気球による惑星探査と日本の金星気球計画"日本惑星科学会誌. 12・4. 268-275 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 井筒 直樹: "気球飛翔QLシステム"平成15年度大気球シンポジウム. 35-38 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 山田 哲哉: "金星突入カプセル〜突入から観測気球放出まで"宇宙航行の力学シンポジウム. 95-98 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 山田 哲哉: "惑星大気突入環境模擬のための誘導加熱ヒータ"宇宙航行の力学シンポジウム. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 井筒 直樹: "膨張型低高度金星気球"宇宙科学研究所報告. 44. 51-61 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 矢島 信之: "惑星気球の可能性について"宇宙科学研究所報告. 44. 39-49 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Izutsu N.: "Inflatable Venus Balloons at Low Altitudes"23rd International Symposium on Space Technology and Science, 2002. (発表予定).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Izutsu N.: "Scientific Ballooning for the Planets -Recent Research Activity of ISAS Balloon Group-"23rd International Symposium on Space Technology and Science, 2002. (発表予定).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Izutsu N.: "Venus Balloon using Water Vapor"34th COSPAR Scientific Assembly, 2002. (発表予定).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 井筒 直樹: "ソーラーセール実験衛星搭載金星探査気球の投入と浮遊"第3回宇宙科学シンポジウム, 2003. (発表予定).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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