金星探査バルーンシステム

1994 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 05650940
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 宇宙科学研究所
• 研究代表者: 矢島 信之 宇宙科学研究所, システム研究系, 教授 (30200489)
• 研究分担者: 八田 博志 宇宙科学研究所, 宇宙輸送研究系, 教授 (90095638) ; 中島 峻 宇宙科学研究所, システム研究系, 助教授 (30013741) ; 田島 道夫 宇宙科学研究所, 衛星応用工学研究系, 教授 (30216965) ; 栗林 一彦 宇宙科学研究所, 宇宙輸送研究系, 教授 (70092195) ; 雛田 元紀 宇宙科学研究所, システム研究系, 教授 (10013674) ; YAMANAKA Manabu Kyoto University, Radio Atmospheric Science Center, Assistant Professor (30183982) ; KAWAGUCHI Junichiro ISAS,Space Systems Engineering, Assistant Professor (10169691) ; YAMAGAMI Takamasa ISAS,Space Systems Engineering, Assistant Professor (40013718)
• 研究期間 (年度): 1993 – 1994
• キーワード: 惑星探査 / 金星気球 / 複合材料 / 圧力容器 / 高温エレクトロニクス / Pressure Vessel

研究概要

初年度の平成5年度には、金星気球システムの金星大気への投入方式を含む全体システムの概念検討を行い、研究対象の絞り込みを行った。その結果、高温高圧に耐える気球本体をいかに軽量に実現できるかが現段階の最も重要な課題であるとして、理論的・実験的に検証することとした。具体的には、薄い球形金属容器の表面を高強繊維を薄い層に巻いて補強する技術の開発を行うことにし、直径20cm(約1/5モデル)の予備試作を行った。試作は、ポーラワインディングとアイソテンソイダルの2種の方法につき、捲き線技術の問題点を抽出するために行った。
平成6年度には、上記モデル気球の常温下での強度を水圧テストで確認した。理論的にはアイソテンソイダル巻が将来の技術向上も考慮すると有利であるが、今回のテストでは、ポーラワインディングが現実的であるとの結論になり、なお将来の研究課題となった。金星の大気に含まれる硫酸成分にたいする気球本体物質への影響も併せて調べた結果、亜硫酸ガスの影響は軽微であるが、硫酸雨の影響は甚大であり、気球の浮遊条件・時間との関連で将来の検討課題となった。
高温エレクトロニクスについては、将来大きな技術分野となると予想されるため、この間全国の研究者を「高温エレクトロニクス研究会」として組織し、年1回宇宙科学研究所でシンポジュウムを開催し、研究・技術動向の交流を図り、金星気球に関してのエレクトロニクス分野での将来の実現可能性を研究した。平成5年度の検討により、電源電池と電波送信素子については問題のないことが明かとなり、本年度は主に半導体素子およびセンサ素子について世界の動向を調べた。現段階では、金星の低高度の大気温度300度で確実に動作する集積度の高い半導体素子は現段階では存在しないが、今後の研究開発で急速に可能性が増大することが明かにできた。

研究成果

• [文献書誌] N.YAJIMA,M.HINADA,J.NISHIMURA: "Low Altitude Venus Balloon." A Collection Paper of 1st Workshop on Planetary Explovation Programs,69〜74,Apr.,1993. 4. 69-74 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] J.NISHIMURA.et.al,: "Polar Patrol Balloon" Journal of Aircraft. 31-6. 1264-1267 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M.Tajima: "Research Activity on High Temperature Electronics and Its Future Application in Space Exploration" Trarb.on 2nd Int High Temperature Electronics. I. 29-34 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 田島道夫: "高温エレクトロニクス概観" 第4回高温エレクトロニクス研究会報告集. 4. 2-3 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 田島道夫: "第2回高温エレクトロニクス国際会議報告" 応用物理. 63-11. (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 八田博志 他: "CFRP製金星探査気球の構造最適化" 機械学会71期通常総会講演論文集. (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] N.Yajima, et.al.: "Low Altitude Venus Ball" Collection Papers of 1st Workshop on Planetary Exploration. 69-74, Apr.(1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] J.Nishimura, et.al.: "Polar Patrol Balloon" Journal of Aircraft. 31, No6. 1264-1267 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M.Tajiam: "Research Activity on High Temperature Electronics and its Future Application in Space Exploration" Trans.of 2nd Int. High Temperature Electronics Conference. June 5. 129-134 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H.Hatta: "Optimum Design of Venus Balloon Structure Made of CFRP (in Jpanese)" Trans.of 71st Mechanical Eng. Conference. (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より