Development of Micro-gravity Experiment System using High-altitude Balloon

2008 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16GS0220
• Research Category: Grant-in-Aid for Creative Scientific Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Japan Aerospace Exploration Agency
• Principal Investigator: HASHIMOTO Tatsuaki Japan Aerospace Exploration Agency, 宇宙科学研究本部宇宙探査工学研究系, 教授 (70228419)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): SAITO Toshitaka 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) ; ISHIKAWA Takehiko 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) ; INATOMI Yuko 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) ; SAWAI Syujiro 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) ; SAKAI Shin'ichiro 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) ; YOSHIMITSU Tetsuo 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) ; KOBAYASHI Hiroaki 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) ; FUJITA Kazuhisa 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) ; NOBUTAKA Bando 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) ; YAMAKAWA Hiroshi 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (50260013)
• Project Period (FY): 2004 – 2008
• Keywords: 微小重力 / 科学観測用気球 / ドラッグフリー / 制御工学

Research Abstract

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。

Research Products

• [Journal Article] Microgravity Experiment System using Free-fall Capsule from a High Altitude Balloon(Result of the 2nd Test Flight) (2009)
  • Author(s): Takehiko Ishikawa, Tatsuaki Hashimoto, Shujiro Sawai, Yoshitaka Saito, Yuko Inatomi, Tetsuo Yoshimitsu, Shin'ichiro Sakai, Hiroaki Kobayashi, Kazuhisa Fujita, Nobutaka Bando
  • Journal Title: Trans. JSASS Space Tech. Japan Vol.7,No.ists26 Pages: 29-33
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Microgravity Research Using A Balloon-based Operation Vehicle (2009)
  • Author(s): T. Hashimoto, S. Sawai, S Sakai, N. Bando, S. Shimizu, P. Buist, S. Verhagen
  • Journal Title: Leonardo Times Pages: 46-48
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 高々度気球を用いた微小重力実験システムの開発 (2009)
  • Author(s): 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
  • Journal Title: 日本マイクログラビティ応用学会誌 Vol.26,No.1 Pages: 9-14
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 微小重力実験に向けた軽量高高度気球の開発 (2009)
  • Author(s): 斎藤芳隆, 井筒直樹, 石川毅彦, 稲富裕光, 橋本樹明
  • Journal Title: 日本マイクログラビティ応用学会誌 Vol.26,No.1 Pages: 15-20
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 微小重力実験用機体の開発 (2009)
  • Author(s): 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
  • Journal Title: 日本マイクログラビティ応用学会誌 Vol.26,No.1 Pages: 21-28
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 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)
  • Author(s): 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
  • Journal Title: 日本マイクログラビティ応用学会誌 Vol.26,No.1 Pages: 29-35
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 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)
  • Author(s): 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
  • Journal Title: 日本マイクログラビティ応用学会誌 Vol.26,No.1 Pages: 43-50
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 高高度気球を利用した微小重力実験(第2回飛行試験) (2008)
  • Author(s): 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
  • Journal Title: 日本マイクログラビティ応用学会誌 Vol.25,No.1 Pages: 3-10
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 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)
  • Author(s): 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
  • Journal Title: 大気球研究報告 Pages: 23-33
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 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)
  • Author(s): 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
  • Journal Title: JAXA-RR-08-005, JAXA
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 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)
  • Author(s): 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
  • Journal Title: JAXA-RR-08-012, JAXA
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 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)
  • Author(s): 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
  • Journal Title: 日本航空宇宙学会論文集 Vol.56,No.654 Pages: 339-346
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ISAS Balloon-Drop Microgravity Experiment System (2007)
  • Author(s): 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
  • Journal Title: Journal of The Japan Society of Microgravity Application vol.24,no.3 Pages: 301-306
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] First test flight of microgravity experiment system using free-fall capsule released from high altitude balloon (2007)
  • Author(s): Y. Inatomi, T. Ishikawa, T. Hashimoto, S. Sawai, H. Kobayashi, K. Fujita, N. Bando, M. Goto, I. Jimbo, H. Yamakawa
  • Journal Title: Journal of the Japan Society of Microgravity Application Vol.24 Pages: 296-300
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 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)
  • Author(s): 小林弘明, 吹場活佳, 本郷素行, 佐藤哲也, 溝端一秀
  • Journal Title: 日本航空宇宙学会誌 Vol.55,No.644 Pages: 418-425
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 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)
  • Author(s): 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
  • Journal Title: 日本マイクログラビティ応用学会誌 Vol.23,No.4 Pages: 197-203
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Precooled Turbojet Engine Flight Experiment Using Balloon-based Operation Vehicle (2006)
  • Author(s): K. Fujita, S. Sawai, H. Kobayashi, N. Tsuboi, H. Taguchi, T. Kojima, K. Okai, T. Sato, K. Miyaji
  • Journal Title: Acta Astronautica
• [Presentation] Development of Balloon-based Micro-gravity Experiment System (2009)
  • Author(s): Tatsuaki Hashimoto
  • Organizer: 60th International Astronautical Congress
  • Place of Presentation: Daejeon, Korea
  • Year and Date: 20091000
• [Presentation] 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)
  • Author(s): 橋本樹明, 吉光徹雄
  • Organizer: 第53回宇宙科学技術連合講演会
  • Place of Presentation: 京都大学, 京都
  • Year and Date: 20090900
• [Presentation] Design of Multi-sensor Attitude Determination System for Balloon-based Operation Vehicle (2009)
  • Author(s): Shigehito Shimizu
  • Organizer: 27th International Symposium on Spacecraft Technology and Science
  • Place of Presentation: Tsukuba, Japan
  • Year and Date: 20090700
• [Presentation] Flight Trajectory Analysis of a Supersonic Flight Demonstrator for a Precooled Turbojet Engine (2009)
  • Author(s): Y. Maru
  • Organizer: 27th International Symposium on Spacecraft Technology and Science
  • Place of Presentation: Tsukuba, Japan
  • Year and Date: 20090700
• [Presentation] GPS Field Experiment for Balloon-based Operation Vehicle (2008)
  • Author(s): P.J. Buist
  • Organizer: 18th Astrodynamics symposium
  • Place of Presentation: ISAS, Sagamihara, Japan
  • Year and Date: 20080700
• [Presentation] Progress of Balloon-based Micro-gravity Experiment System (2008)
  • Author(s): Tatsuaki Hashimoto
  • Organizer: 26th International Symposium on Spacecraft Technology and Science
  • Place of Presentation: Hamamatsu, Japan
  • Year and Date: 20080600
• [Presentation] Discussion about Supersonic Aviation and Pullout Control in Free-Fall Flying Object from High Altitude Balloon (2008)
  • Author(s): Shouhei Kadooka
  • Organizer: 26th International Symposium on Spacecraft Technology and Science
  • Place of Presentation: Hamamatsu, Japan
  • Year and Date: 20080600
• [Presentation] Development of Supersonic Vehicle for Demonstration of a Precooled Turbojet Engine (2008)
  • Author(s): S. Sawai
  • Organizer: 26th International Symposium on Space Technology and Science
  • Place of Presentation: Hamamatsu, Japan
  • Year and Date: 20080600
• [Presentation] Control System of Balloon based-Operation Vehicle(BOV) for Micro Gravity Experiment (2008)
  • Author(s): Nobutaka BANDO
  • Organizer: 26th International Symposium on Spacecraft Technology and Science
  • Place of Presentation: Hamamatsu, Japan
  • Year and Date: 20080600
• [Presentation] 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)
  • Author(s): 藤田和央
  • Organizer: 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
  • Place of Presentation: 東北大学片平キャンパスさくらホール, 仙台
  • Year and Date: 20080600
• [Presentation] Aerodynamic Design of Balloon-Based Operation Vehicle for Precooled Turbojet Engine Demonstration (2008)
  • Author(s): Kazuhisa Fujita
  • Organizer: 15th AIAA International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference
  • Place of Presentation: Dayton, Ohio
  • Year and Date: 20080400
• [Presentation] 気球を利用した極超音速飛翔体の技術実証構想 (2008)
  • Author(s): 澤井秀次郎
  • Organizer: 日本航空宇宙学会年会
  • Place of Presentation: 講演会2008
  • Year and Date: 20080400
• [Presentation] Control System of New Micro-gravity Experimental System "BOV" from High Altitude Balloon (2008)
  • Author(s): Nobutaka Bando
  • Organizer: The 10th International Workshop on Advanced Motion Control
  • Place of Presentation: Trento, Italy
  • Year and Date: 20080400
• [Presentation] 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)
  • Author(s): 門岡昇平
  • Organizer: 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
  • Place of Presentation: ISAS, 相模原
  • Year and Date: 20071100
• [Presentation] 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)
  • Author(s): 橋本樹明
  • Organizer: 第51回宇宙科学技術連合講演会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター, 札幌
  • Year and Date: 20071000
• [Presentation] Development of control system for micro gravity experimental system from high altitude balloon (2007)
  • Author(s): Nobutaka Bando
  • Organizer: 58th International Astronautical Congress
  • Place of Presentation: Hyderabad, India
  • Year and Date: 20070900
• [Presentation] 宇宙での材料科学実験 (2007)
  • Author(s): 稲富裕光
  • Organizer: 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
  • Place of Presentation: 北海道工業大学, 北海道(招待講演)
  • Year and Date: 20070900
• [Presentation] 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)
  • Author(s): 田島賢一
  • Organizer: 電気学会産業計測制御研究会
  • Place of Presentation: 長岡技術科学大学, 長岡
  • Year and Date: 20070300
• [Presentation] 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)
  • Author(s): 井上敦史
  • Organizer: 第20回数値流体力学シンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋大学, 名古屋
  • Year and Date: 20061200
• [Presentation] 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)
  • Author(s): 橋本樹明
  • Organizer: 第50回宇宙科学技術連合講演会
  • Place of Presentation: 北九州, 福岡
  • Year and Date: 20061100
• [Presentation] First test flight of microgravity experiment system using free-fall capsule released from high altitude balloon (2006)
  • Author(s): Y. Inatomi
  • Organizer: Drop Tower Days 2006
  • Place of Presentation: Tsukuba, Japan
  • Year and Date: 20061000
• [Presentation] 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)
  • Author(s): 内山卓
  • Organizer: 第38回流体力学講演会
  • Place of Presentation: 室蘭工業大学, 室蘭
  • Year and Date: 20060900
• [Presentation] 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)
  • Author(s): 田島賢一
  • Organizer: 日本機械学会年次大会
  • Place of Presentation: 熊本大学, 熊本
  • Year and Date: 20060900
• [Presentation] 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)
  • Author(s): 坪井伸幸
  • Organizer: 日本流体力学会年会2006
  • Place of Presentation: 九州大学, 福岡
  • Year and Date: 20060900
• [Presentation] Micro-gravity Test System Using Free-fall Capsule From High Altitude Balloon (2006)
  • Author(s): Tatsuaki HASHIMOTO
  • Organizer: 25th International Symposium on Spacecraft Technology and Science
  • Place of Presentation: Kanazawa, Japan
  • Year and Date: 20060600
• [Presentation] Flight Demonstration of Subscale Precooled Turbojet Engine (2006)
  • Author(s): K. Fujita
  • Organizer: 25th International Symposium on Space Technology and Science
  • Place of Presentation: Kanazawa, Japan
  • Year and Date: 20060600
• [Presentation] Precooled Turbojet Engine Flight Experiment Using Balloon-based Operation Vehilcle (2005)
  • Author(s): K. Fujita
  • Organizer: 56th International Astronautical Congress
  • Place of Presentation: Fukuoka, Japan
  • Year and Date: 20051000
• [Presentation] 気球を用いた微小重力実験機の空力特性 (2005)
  • Author(s): 藤田和央
  • Organizer: 第49回宇宙科学技術連合講演会
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 20051000
• [Presentation] 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)
  • Author(s): 坪井伸幸
  • Organizer: 航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2005
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20050600
• [Presentation] 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)
  • Author(s): 橋本樹明
  • Organizer: JASMAC-20
  • Place of Presentation: フェニックスプラザ, 福井
  • Year and Date: 20041100
• [Presentation] Conceptual Study on Concise Flight Test for Development of Space Plane Powered by Air Breathing Engine (2004)
  • Author(s): Shujiro Sawai
  • Organizer: 55th International Astronautical Congress
  • Place of Presentation: Vancouver, Canada
  • Year and Date: 20041000
• [Remarks] 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
• [Remarks]
  • URL: http://www.isas.jaxa.jp/home/sawai/research/BOV/bov.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.isas.jaxa.jp/home/iss/ISS_science_project_office.files/html_file/ishikawa/IshikawaLab.htm
• [Remarks] 朝日新聞(2007年5月11日夕刊)「無重力安上がり」
• [Remarks] 十勝毎日新聞(2009年5月27日夕刊)「大気球空をぐんぐん」
• [Remarks] 読売新聞(2009年5月28日朝刊)「無重力装置作動」
• [Remarks] 北海道新聞(2009年5月28日朝刊)「無重力35秒間」
• [Remarks] 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」
• [Remarks] 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