2004 Fiscal Year Annual Research Report
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
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14350515
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| Research Institution | Japan Aerospace Exploration Agency |
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Principal Investigator |
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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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・宇宙構造・材料工学研究系, 助手 (40300701)
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| Keywords | 気球 / 金星探査 / 惑星探査 / 大気突入カプセル |
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| Research Abstract |
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0.58MPa、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っている。新たに考案した水蒸気を浮揚ガスとする自己膨張型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させるのが目標である。本年度は以下の知見が得られた。
1 高温水蒸気のバリア性能の向上
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イルムを考える。さらに、数ヶ月の長期間の浮遊を実現するために、金属コーティングを行う。コーティング手法を確立するため、様々な方法によりコーティングを施した試験体について、高温恒温器と精密電子天秤を用いた直接計測法により高温水蒸気透過係数を求め、気球のライフタイムの評価を行った。その結果、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層コートにより、目標となる数ヶ月以上のライフタイムが確保できることがわかった。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も、下地の加熱処理や表面調整の最適化を図ることにより密着度に問題ないことが確認された。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。また、気球の降下中に、気球と大気間の対流および輻射熱伝達により、気球表面から内部の吸水層内の水に熱が伝えられ、気化する様子を定量的に評価する手法を検討した。これにより、数値計算による評価の基準が確立される。
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