高高度気球を用いた微小重力実験装置の開発

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16GS0220
• 研究種目: 学術創成研究費
• 配分区分: 補助金
• 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: 橋本 樹明 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探査工学研究系, 教授 (70228419)
• 連携研究者: 斎藤 芳隆 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, 准教授 (50300702) ; 石川 毅彦 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環境利用科学研究系, 准教授 (00371138) ; 稲富 裕光 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環境利用科学研究系, 准教授 (50249934) ; 澤井 秀次郎 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航行システム研究系, 准教授 (30270440) ; 坂井 真一郎 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探査工学研究系, 准教授 (10342619) ; 吉光 徹雄 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情報エネルギー工学研究系, 准教授 (60332152) ; 小林 弘明 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発本部ジェットエンジン技術研究センター, 研究員 (50353420) ; 藤田 和央 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発本部未踏技術研究センター, 主任研究員 (90281584) ; 坂東 信尚 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探査工学研究系, 助教 (10415896) ; 山川 宏 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (50260013)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2008
• キーワード: 微小重力 / 科学観測用気球 / ドラッグフリー / 制御工学

研究概要

数十秒間の微小重力環境を中程度のコストで実現する手段として、高高度気球から微小重力実験装置を落下させ、自由落下中に微小重力実験を実施するシステムを開発した。飛翔実験にて10^<-4>G以下の微小重力環境を約35秒間実現し、今後の定常的運用に目処を立てた。

研究成果

• [雑誌論文] Microgravity Experiment System using Free-fall Capsule from a High Altitude Balloon(Result of the 2nd Test Flight) (2009)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Ishikawa, Tatsuaki Hashimoto, Shujiro Sawai, Yoshitaka Saito, Yuko Inatomi, Tetsuo Yoshimitsu, Shin'ichiro Sakai, Hiroaki Kobayashi, Kazuhisa Fujita, Nobutaka Bando
  • 雑誌名: Trans. JSASS Space Tech. Japan Vol.7,No.ists26 ページ: 29-33
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microgravity Research Using A Balloon-based Operation Vehicle (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Hashimoto, S. Sawai, S Sakai, N. Bando, S. Shimizu, P. Buist, S. Verhagen
  • 雑誌名: Leonardo Times ページ: 46-48
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高々度気球を用いた微小重力実験システムの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 橋本樹明, 澤井秀次郎, 坂井真一郎, 坂東信尚, 小林弘明, 石川毅彦, 稲富裕光, 藤田和央, 吉光徹雄, 斎藤芳隆, 福家英之
  • 雑誌名: 日本マイクログラビティ応用学会誌 Vol.26,No.1 ページ: 9-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微小重力実験に向けた軽量高高度気球の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 斎藤芳隆, 井筒直樹, 石川毅彦, 稲富裕光, 橋本樹明
  • 雑誌名: 日本マイクログラビティ応用学会誌 Vol.26,No.1 ページ: 15-20
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微小重力実験用機体の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 澤井秀次郎, 橋本樹明, 坂井真一郎, 坂東信尚, 吉光徹雄, 石川毅彦, 稲富裕光, 福家英之, 鎌田幸男, 長江朋子, 小林弘明, 藤田和央, 小島孝之, 上野誠也, 宮路幸二, 門岡昇平, 平木講儒, 鈴木宏二郎, 上原聡
  • 雑誌名: 日本マイクログラビティ応用学会誌 Vol.26,No.1 ページ: 21-28
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高高度気球を用いた微小重力実験システムにおけるドラッグフリー制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂東信尚, 坂井真一郎, 澤井秀次郎, 星野慎二, 田島賢一, 門岡昇平, 橋本樹明, 上野誠也, 曽子隆博, 小林弘明, 藤田和央, 石川毅彦, 稲富裕光
  • 雑誌名: 日本マイクログラビティ応用学会誌 Vol.26,No.1 ページ: 29-35
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高高度気球を用いた超音速空気吸込式エンジンの飛行実験計画 (2009)
  • 著者名/発表者名: 丸祐介, 澤井秀次郎, 橋本樹明, 坂井真一郎, 坂東信尚, 福家英之, 藤田和央, 小林弘明, 小島孝之, 田口秀之, 上野誠也, 宮路幸二, 門岡昇平
  • 雑誌名: 日本マイクログラビティ応用学会誌 Vol.26,No.1 ページ: 43-50
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高高度気球を利用した微小重力実験(第2回飛行試験) (2008)
  • 著者名/発表者名: 石川毅彦, 稲富裕光, 橋本樹明, 澤井秀次郎, 斎藤芳隆, 吉光徹雄, 坂井真一郎, 小林弘明, 藤田和央, 坂東信尚, 後藤雅享
  • 雑誌名: 日本マイクログラビティ応用学会誌 Vol.25,No.1 ページ: 3-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高高度気球からの自由落下カプセルを用いた第1回微小重力実験 (2008)
  • 著者名/発表者名: 稲富裕光, 神保至, 石川毅彦, 橋本樹明, 澤井秀次郎, 斉藤芳隆, 吉光徹雄, 坂井真一郎, 小林弘明, 藤田和央
  • 雑誌名: 大気球研究報告 ページ: 23-33
  • 査読あり
• [雑誌論文] 気球利用型微小重力実験機用コールドガスジェットスラスタの開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小林弘明, 澤井秀次郎, 坂東信尚, 坂井真一郎, 石川穀彦, 稲富裕光, 藤田和央, 丸祐介, 橋本樹明
  • 雑誌名: JAXA-RR-08-005, JAXA
  • 査読あり
• [雑誌論文] 飛行実験用極超音速ターボジェットエンジン制御装置の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小林弘明, 田口秀之, 澤井秀次郎, 藤田和央, 小島孝之, 岡井敬一, 本郷素行, 正木大作, 石塚只夫, 原田賢哉, 丸祐介, 二村尚夫, 柳良二
  • 雑誌名: JAXA-RR-08-012, JAXA
  • 査読あり
• [雑誌論文] 気球を利用した無重力実験のための機体開発とそのフライト結果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 澤井秀次郎, 橋本樹明, 坂井真一郎, 坂東信尚, 小林弘明, 藤田和央, 吉光徹雄, 石川毅彦, 稲富裕光, 福家英之, 鎌田幸男, 星野慎二, 田島賢一, 門岡昇平, 上原聡, 小島孝之, 上野誠也, 宮路幸二, 坪井伸幸, 平木講儒, 鈴木宏二郎, 松嶋清穂, 中田孝
  • 雑誌名: 日本航空宇宙学会論文集 Vol.56,No.654 ページ: 339-346
  • 査読あり
• [雑誌論文] ISAS Balloon-Drop Microgravity Experiment System (2007)
  • 著者名/発表者名: Daisuke AKITA, Kazuhiko YAMADA, Naoki IZUTSU, Hideyuki FUKE, Michihiko TORIUMI, Yukihiko MATSUZAKA, Shigeo OHTA, Motoharu SEO, Michiyoshi NAMIKI, Issei IIJIMA, Naoki NONAKA, Jiro KAWADA, Eiichi MIZUTA, Yoshitaka SAITO, Tetsuya YOSHIDA, Takamasa YAMAGAMI, Shujiro SAWAI, Tatsuaki HASHIMOTO, Ikuo EGAMI, Ryojiro AKIBA
  • 雑誌名: Journal of The Japan Society of Microgravity Application vol.24,no.3 ページ: 301-306
  • 査読あり
• [雑誌論文] First test flight of microgravity experiment system using free-fall capsule released from high altitude balloon (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Inatomi, T. Ishikawa, T. Hashimoto, S. Sawai, H. Kobayashi, K. Fujita, N. Bando, M. Goto, I. Jimbo, H. Yamakawa
  • 雑誌名: Journal of the Japan Society of Microgravity Application Vol.24 ページ: 296-300
  • 査読あり
• [雑誌論文] スパイク付き飛しょう体の空力特性制御に関する実験研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小林弘明, 吹場活佳, 本郷素行, 佐藤哲也, 溝端一秀
  • 雑誌名: 日本航空宇宙学会誌 Vol.55,No.644 ページ: 418-425
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高高度気球からの微小重力実験用自由落下カプセルの第一回飛行試験 (2006)
  • 著者名/発表者名: 稲富裕光, 石川毅彦, 橋本樹明, 澤井秀次郎, 斎藤芳隆, 吉光徹雄, 坂井真一郎, 小林弘明, 藤田和央, 坂東信尚, 後藤雅享, 神保至, 山川宏
  • 雑誌名: 日本マイクログラビティ応用学会誌 Vol.23,No.4 ページ: 197-203
  • 査読あり
• [雑誌論文] Precooled Turbojet Engine Flight Experiment Using Balloon-based Operation Vehicle (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Fujita, S. Sawai, H. Kobayashi, N. Tsuboi, H. Taguchi, T. Kojima, K. Okai, T. Sato, K. Miyaji
  • 雑誌名: Acta Astronautica
• [学会発表] Development of Balloon-based Micro-gravity Experiment System (2009)
  • 著者名/発表者名: Tatsuaki Hashimoto
  • 学会等名: 60th International Astronautical Congress
  • 発表場所: Daejeon, Korea
  • 年月日: 20091000
• [学会発表] 気球落下式無重力実験におけるモニタデータのアウトリーチへの利用可能性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 橋本樹明, 吉光徹雄
  • 学会等名: 第53回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 京都大学, 京都
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] Design of Multi-sensor Attitude Determination System for Balloon-based Operation Vehicle (2009)
  • 著者名/発表者名: Shigehito Shimizu
  • 学会等名: 27th International Symposium on Spacecraft Technology and Science
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20090700
• [学会発表] Flight Trajectory Analysis of a Supersonic Flight Demonstrator for a Precooled Turbojet Engine (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Maru
  • 学会等名: 27th International Symposium on Spacecraft Technology and Science
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20090700
• [学会発表] GPS Field Experiment for Balloon-based Operation Vehicle (2008)
  • 著者名/発表者名: P.J. Buist
  • 学会等名: 18th Astrodynamics symposium
  • 発表場所: ISAS, Sagamihara, Japan
  • 年月日: 20080700
• [学会発表] Progress of Balloon-based Micro-gravity Experiment System (2008)
  • 著者名/発表者名: Tatsuaki Hashimoto
  • 学会等名: 26th International Symposium on Spacecraft Technology and Science
  • 発表場所: Hamamatsu, Japan
  • 年月日: 20080600
• [学会発表] Discussion about Supersonic Aviation and Pullout Control in Free-Fall Flying Object from High Altitude Balloon (2008)
  • 著者名/発表者名: Shouhei Kadooka
  • 学会等名: 26th International Symposium on Spacecraft Technology and Science
  • 発表場所: Hamamatsu, Japan
  • 年月日: 20080600
• [学会発表] Development of Supersonic Vehicle for Demonstration of a Precooled Turbojet Engine (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Sawai
  • 学会等名: 26th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Hamamatsu, Japan
  • 年月日: 20080600
• [学会発表] Control System of Balloon based-Operation Vehicle(BOV) for Micro Gravity Experiment (2008)
  • 著者名/発表者名: Nobutaka BANDO
  • 学会等名: 26th International Symposium on Spacecraft Technology and Science
  • 発表場所: Hamamatsu, Japan
  • 年月日: 20080600
• [学会発表] 高々度気球を用いた予冷ターボジェットエンジン飛行実験機の空力性能 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤田和央
  • 学会等名: 第40回流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2008
  • 発表場所: 東北大学片平キャンパスさくらホール, 仙台
  • 年月日: 20080600
• [学会発表] Aerodynamic Design of Balloon-Based Operation Vehicle for Precooled Turbojet Engine Demonstration (2008)
  • 著者名/発表者名: Kazuhisa Fujita
  • 学会等名: 15th AIAA International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference
  • 発表場所: Dayton, Ohio
  • 年月日: 20080400
• [学会発表] 気球を利用した極超音速飛翔体の技術実証構想 (2008)
  • 著者名/発表者名: 澤井秀次郎
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会年会
  • 発表場所: 講演会2008
  • 年月日: 20080400
• [学会発表] Control System of New Micro-gravity Experimental System "BOV" from High Altitude Balloon (2008)
  • 著者名/発表者名: Nobutaka Bando
  • 学会等名: The 10th International Workshop on Advanced Motion Control
  • 発表場所: Trento, Italy
  • 年月日: 20080400
• [学会発表] 高高度気球を用いた微小重力実験装置の制御系開発-実験報告と超音速飛行のための引き起こし制御の検討- (2007)
  • 著者名/発表者名: 門岡昇平
  • 学会等名: 2007年度電子情報通信学会宇宙航行エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: ISAS, 相模原
  • 年月日: 20071100
• [学会発表] 高々度気球を用いた無重力実験システム2号機のフライト結果 (2007)
  • 著者名/発表者名: 橋本樹明
  • 学会等名: 第51回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター, 札幌
  • 年月日: 20071000
• [学会発表] Development of control system for micro gravity experimental system from high altitude balloon (2007)
  • 著者名/発表者名: Nobutaka Bando
  • 学会等名: 58th International Astronautical Congress
  • 発表場所: Hyderabad, India
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] 宇宙での材料科学実験 (2007)
  • 著者名/発表者名: 稲富裕光
  • 学会等名: 第41回応用物理学会スクール, 宇宙環境を利用した科学技術の新展開
  • 発表場所: 北海道工業大学, 北海道(招待講演)
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] 気球を用いた微小重力実験機におけるアクチュエータの非線形性を考慮したスラスタ分配則に関する研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 田島賢一
  • 学会等名: 電気学会産業計測制御研究会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学, 長岡
  • 年月日: 20070300
• [学会発表] 気球利用微小重力実験機の姿勢制御用ジェットの過渡特性に関する数値解析 (2006)
  • 著者名/発表者名: 井上敦史
  • 学会等名: 第20回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学, 名古屋
  • 年月日: 20061200
• [学会発表] 高々度気球を用いた無重力実験システムの動作確認試験 (2006)
  • 著者名/発表者名: 橋本樹明
  • 学会等名: 第50回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 北九州, 福岡
  • 年月日: 20061100
• [学会発表] First test flight of microgravity experiment system using free-fall capsule released from high altitude balloon (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. Inatomi
  • 学会等名: Drop Tower Days 2006
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20061000
• [学会発表] 気球落下式微小重力実験機の基本空力特性について-エンジン、舵面の影響- (2006)
  • 著者名/発表者名: 内山卓
  • 学会等名: 第38回流体力学講演会
  • 発表場所: 室蘭工業大学, 室蘭
  • 年月日: 20060900
• [学会発表] 高々度気球を利用した微小重力実験装置の開発とその実験報告 (2006)
  • 著者名/発表者名: 田島賢一
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 熊本大学, 熊本
  • 年月日: 20060900
• [学会発表] 微小重力実験機の空力特性に関する数値シミュレーション-エンジン付き形状について- (2006)
  • 著者名/発表者名: 坪井伸幸
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2006
  • 発表場所: 九州大学, 福岡
  • 年月日: 20060900
• [学会発表] Micro-gravity Test System Using Free-fall Capsule From High Altitude Balloon (2006)
  • 著者名/発表者名: Tatsuaki HASHIMOTO
  • 学会等名: 25th International Symposium on Spacecraft Technology and Science
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
  • 年月日: 20060600
• [学会発表] Flight Demonstration of Subscale Precooled Turbojet Engine (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Fujita
  • 学会等名: 25th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
  • 年月日: 20060600
• [学会発表] Precooled Turbojet Engine Flight Experiment Using Balloon-based Operation Vehilcle (2005)
  • 著者名/発表者名: K. Fujita
  • 学会等名: 56th International Astronautical Congress
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 20051000
• [学会発表] 気球を用いた微小重力実験機の空力特性 (2005)
  • 著者名/発表者名: 藤田和央
  • 学会等名: 第49回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 20051000
• [学会発表] 微小重力実験機の空力特性に関する数値シミュレーションの研究 (2005)
  • 著者名/発表者名: 坪井伸幸
  • 学会等名: 航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2005
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20050600
• [学会発表] 高々度気球からの落下体を用いた微小重力実験システム (2004)
  • 著者名/発表者名: 橋本樹明
  • 学会等名: JASMAC-20
  • 発表場所: フェニックスプラザ, 福井
  • 年月日: 20041100
• [学会発表] Conceptual Study on Concise Flight Test for Development of Space Plane Powered by Air Breathing Engine (2004)
  • 著者名/発表者名: Shujiro Sawai
  • 学会等名: 55th International Astronautical Congress
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 20041000
• [備考] 研究代表者、連携研究者作成によるWeb
  • URL: http://www.isas.jaxa.jp/home/hashimoto-lab/Hashimoto-lab-research-j.html#bov
• [備考]
  • URL: http://www.isas.jaxa.jp/home/sawai/research/BOV/bov.html
• [備考]
  • URL: http://www.isas.jaxa.jp/home/iss/ISS_science_project_office.files/html_file/ishikawa/IshikawaLab.htm
• [備考] 朝日新聞(2007年5月11日夕刊)「無重力安上がり」
• [備考] 十勝毎日新聞(2009年5月27日夕刊)「大気球空をぐんぐん」
• [備考] 読売新聞(2009年5月28日朝刊)「無重力装置作動」
• [備考] 北海道新聞(2009年5月28日朝刊)「無重力35秒間」
• [備考] 北海道新聞(2009年5月28日朝刊)「宇宙機構が大気球打ち上げ成功」
• [備考] 2010年3月14日、「宇宙が紀南にやってくる」No.2、和歌山大学との共催、和歌山県串本町文化センター、参加人数約140名