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2013 年度 実施状況報告書

月面探査における地盤調査システムの開発と月・惑星地盤工学の創成

研究課題

研究課題/領域番号 24760376
研究機関福井大学

研究代表者

小林 泰三  福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10380578)

キーワード月探査 / レゴリス / 掘削 / せん断試験 / 弾性波探査 / 地盤調査
研究概要

本研究では、「月面地盤工学」の創成・構築を目標に掲げ、宇宙航空研究開発機構(JAXA)が準備を進めている次期月探査計画への搭載候補機器として「月面地盤調査装置」の開発を行っている。この地盤調査装置は、月面に小孔径のボアホールを削孔し、その孔壁を利用して1)ボアホールカメラによる深度方向の土質・地質特性観察、2)孔内水平載荷・せん断摩擦試験機による変形・強度特性計測、3)弾性波探査による地質構造調査を行うことのできる小型調査システムである。
当該研究期間(平成25年度)には、前年度に引き続き、主に同システムの要素技術となる孔内水平載荷・せん断摩擦試験プローブの改良を行った。具体的には、前年度までは、機構の問題上、載荷部(せん断部)が二つ割り方式で拡張されるプローブを用いた実験検証を行ってきたのに対して、本年度にはせん断部が全周拡張するプローブを新たに開発した。孔内で軸対称条件に相当する変位場を実現することができるため、データの合理性が向上するとともに、データ解釈方法の幅が広がるという利点がある。一方で、本プローブの設計・製作に時間を要し、期間内にこれを用いた実証実験を行うまでには至らなかった。今後(平成26年度)は、新しいプローブを用いた実験を実施し、二つ割り方式との比較検討を行っていく予定である。また、同ツールに小型起振動器を内蔵し、地上フィールドにてせん断試験から弾性波探査までの一連の試験シーケンスの現場実験を行いたいと考えている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

平成25年度には、全周拡張型孔内試験ツールを開発したが、設計と加工に時間を要したため、ツール制御/データ計測をするためのシステム構築が遅れ、同ツールの妥当性を検証できるまでに至らなかった。

今後の研究の推進方策

平成26年度には、全周拡張型孔内試験ツール制御/データ計測のためのシステム構築(ハードウェアとソフトウェア構築)を急ぎ、既に準備の整備されている試験装置で室内模型実験を実施し、試験機の適用性および試験の妥当性の検証を行う。また、同ツールに小型起振動器を内蔵し、地上フィールドにてせん断試験から弾性波探査までの一連の試験シーケンスの現場実験を行いたいと考えている。

次年度の研究費の使用計画

平成25年度には全周拡張型孔内試験ツール(ハードウェア)を開発したが、設計と加工に時間を要したため、ツール制御/データ計測を行うためのシステム開発が遅れたため、これに使用する予定であった助成金に未使用額が発生した。
平成26年度には、ツール制御/データ計測を行うためのシステム構築(計測・制御機器およびプログラム構築)を行い、未使用額をその経費に充てる。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Effects of gravity on rigid rover wheel sinkage and motion resistance assessed using two-dimensional discrete element method2014

    • 著者名/発表者名
      H. Nakashima and T. Kobayashi
    • 雑誌名

      Journal of Terramechanics

      巻: Vol. 53 ページ: 37-45

    • 査読あり
  • [学会発表] 月面模擬土の弾性波速度試験結果にもとづいた地盤表層の速度分布の推定2014

    • 著者名/発表者名
      荻野、小林、高橋、金森、及川
    • 学会等名
      第49回地盤工学会研究発表会
    • 発表場所
      北九州市
    • 年月日
      20140715-20140717
  • [学会発表] Current status and prospects of terramechanics-based simulation techniques for planetary rover locomotion2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kobayashi, G. Ichigami, S. Ozaki, M Sutoh
    • 学会等名
      12th International Symposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automation in Space - i-SAIRAS 2014
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      20140617-20140620
  • [学会発表] 月・惑星探査ローバーの走行シミュレーション技術の現状と展望2013

    • 著者名/発表者名
      小林泰三,石上玄也,尾崎伸吾,須藤真琢
    • 学会等名
      第13回「運動と振動の制御」シンポジウムUSB論文集,日本機械学会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      20130826-20130830
  • [学会発表] Evaluation of elastic wave velocities in lunar soil simulant using bender elements2013

    • 著者名/発表者名
      T. Ogino, T. Takahashi, T. Kobayashi, H. Kanamori, H. Oikawa
    • 学会等名
      23th International Offshore and Polar Engineering Conference
    • 発表場所
      Anchorage, USA
    • 年月日
      20130630-20130705

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公開日: 2015-05-28  

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