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 14m×14m（46フィート×46フィート）サイズのIKAROS宇宙船の1/64スケールモデル | |
| ミッションタイプ | ソーラーセイル技術 |
|---|---|
| オペレーター | 宇宙航空研究開発機構[1] [2] [3] [4] |
| コスパーID | 2010-020E |
| SATCAT番号 | 36577 |
| Webサイト | global.jaxa.jp/projects/sas/ikaros/ |
| ミッション期間 | 2015年の最後の接触まで5年間の打ち上げ |
| 宇宙船の特性 | |
| 打ち上げ質量 | 310キログラム[5] |
| 寸法 | ソーラーセイル：14m×14m（46フィート×46フィート）（面積：196m2 （ 2,110平方フィート））[6] |
| ミッション開始 | |
| 発売日 | 2010年5月20日 21:58:22 (UTC) |
| ロケット | H-IIA 202 |
| 発射場 | 種子島、LA-Y |
| ミッション終了 | |
| 最後の連絡 | 2015年5月20日[7] |
| 軌道パラメータ | |
| 参照システム | 太陽中心軌道 |
| 金星のフライバイ | |
| 最接近 | 2010年12月8日 |
| 距離 | 80,800キロメートル（50,200マイル） |
イカロス（太陽放射で加速する惑星間凧揚げ機）は、宇宙航空研究開発機構（JAXA）の実験用宇宙船である。この宇宙船は、2010年5月20日にH-IIAロケットで、金星探査機「あかつき」と他の4機の小型宇宙船とともに打ち上げられた。イカロスは、惑星間空間でソーラーセイル技術を実証した初の宇宙船である。 [3] [8]この宇宙船の名前は、鳥の羽と蝋でできた翼で太陽の近くまで飛んだ伝説のイカロス（古代ギリシャ語：Ἴκαρος、イカロス）に由来している。[9]
2010年12月8日、イカロスは金星から80,800km（50,200マイル）の距離を飛行し、予定されていたミッションを無事完了し、延長運用段階に入った。[10] [11] [12] [13]
目的
イカロス探査機は、太陽帆を主な推進力とする世界初の宇宙船です。 [14]この探査機は、4つの主要技術を実証するために設計されました（括弧内のコメントは図を参照）。
- 大型で薄いソーラーセイル膜の展開と制御（灰色がかった青色の領域、番号 3）
- ペイロードに電力を供給するために帆に組み込まれた薄膜太陽電池（番号 4 の黒い四角形）
- 太陽帆の放射圧による加速度の測定
- 帆に埋め込まれた 80 枚の液晶パネルの反射率を変化させることによる姿勢制御(オレンジ色の長方形、番号 2)
このミッションにはガンマ線バースト、太陽風、宇宙塵などの惑星間空間の側面の調査も含まれています。[15]
探査機のALADDIN装置（ALDN-SとALDN-E）は塵の密度の変化を測定し[16]、ガンマ線バースト偏光計（GAP）は6ヶ月間の航海中にガンマ線バーストの偏光を測定した[17] 。
IKAROSの後継機は、40×40メートル（130フィート×130フィート）の帆を備えた木星トロヤ小惑星探査機で、木星とトロヤ小惑星への旅を計画し、2050年代に小惑星のサンプルを地球に持ち帰ることを目標としていた。[18] [19] [20] [21]木星トロヤ小惑星探査機は、日本の宇宙科学研究所（ISAS）の第2回大型ミッションクラスの最終候補に残った。優勝したミッションはLiteBIRDだった。
デザイン
- (線上の青い四角) 先端質量 0.5 kg (1.1 ポンド)、4 個中 1 個。
- (オレンジ色の長方形) 液晶デバイス、80 個のうちの 1 個。
- (青い四角) 膜の厚さは 7.5 μm (0.00030 インチ)、対角線の長さは 20 メートル (66 フィート)。
- (黒い長方形) 厚さ 25 μm (0.00098 インチ) の太陽電池。
- (黄色と青の線) テザー。
- (青い円盤) 本体。
- (黄色の点) 楽器。
0.5キログラム（1.1ポンド）の先端質量（右図の重要項目1）を使用した回転運動によって展開される正方形の帆は、対角線で20メートル（66フィート）で、厚さ7.5マイクロメートル（0.00030インチ）のポリイミドシートで作られています（右図の重要項目3）。ポリイミドシートの質量は約1平方メートルあたり10グラム（0.033オンス/平方フィート）で、先端質量、付属パネル、テザーを除いて、帆の総質量は2キログラム（4.4ポンド）になります。薄膜太陽電池アレイが帆に埋め込まれています（右図の重要項目4）。PowerFilm社が薄膜太陽電池アレイを提供しました。[22] 80ブロックのLCDパネルが帆に埋め込まれており、[23]姿勢制御のために反射率を調整できます（右図の重要項目2）。また、帆の反対側の面には科学搭載物の一部として8つのダストカウンターが搭載されている。[24] [25]
ミッションの進捗
IKAROSは、2010年5月21日に種子島宇宙センターからH-IIAロケットで金星探査機「あかつき」とともに打ち上げられました。[要出典]
イカロスは毎分20～25回転で回転し、2010年6月10日に帆の展開を終えた。[26] [27] [28]この機体には2つの小型の排出型カメラ、DCAM1とDCAM2が搭載されている。DCAM2は2010年7月14日の展開後に帆の撮影に使用された。[29]
加速と姿勢制御（方向）は、金星への残り6ヶ月の航海中にテストされ、成功した。2010年7月9日、JAXAはIKAROSがソーラーセイルによって加速されていることを確認し、[30] 7月23日に姿勢制御に成功したと発表した。23時間にわたって、ソーラーセイルの太陽角度は0.5度変化したが、これはスラスタを使うのではなく、太陽光圧によってトルクが生じるようにセイルの外縁にある80枚の液晶パネルの反射率を動的に制御することによって行われた。[31] IKAROSは約2rpm で回転し続けており、姿勢制御のためには液晶パネルをその速度で回転させる必要がある。[要出典]
JAXAによると、IKAROSは2010年12月に計画されていた実験をすべて終了したが、ミッションは「ソーラーセイルの制御技術を向上させるため」にその日以降も継続された。[32] 2012年11月30日、JAXAは、IKAROSが世界初の惑星間ソーラーセイル宇宙船としてギネス世界記録に認定され、2台の独立したカメラDCAM1とDCAM2が惑星間を飛行する宇宙船の最小サイズとして認定されたと発表した。 [33] [34] 2012年時点で、IKAROSは回転し続けていたが、姿勢制御が劣化していた。その結果、予期せぬセイルの動きが生じ、その結果、中利得アンテナを介したダウンリンクは断続的にしか利用できなかった。プロジェクトチームは2013年3月28日に解散したが、後日データの試験受信が予定されていた。[要出典]
このプロジェクトは、太陽電池パネルからの電力供給が増えれば衛星が冬眠状態から目覚めるだろうという期待から、2013年6月20日に再開された。チームは2013年6月20日から9月12日の間、IKAROSからのテレメトリを受信できたが、その後再び連絡が途絶えた。連絡が途絶えたのは、太陽電池パネルからの電力が減少し、探査機が再び低電力の冬眠モードに入ると予測された時刻とほぼ同じだった。臼田宇宙空間観測所のアンテナを通じた通信時間は限られていたため、衛星の速度、軌道、回転を推定するためのデータは断続的にしか収集されなかった。[35] [36] 2013年8月時点で、IKAROSの帆からの加速により、探査機の速度は合計で約400メートル/秒（890マイル/時）変化した。[37]
2014年5月22日、探査機は地球から約2億3000万キロ離れた地点を飛行中に、再び信号が受信された。2014年5月までに、IKAROSは太陽の周りを10か月の軌道に乗っており、電力不足のため、各軌道の7か月間は冬眠モードに入っていた。[38] 2015年4月23日までに、探査機は4度目の冬眠モードから目覚め、地球から約1億2000万キロ離れた地点を飛行していた。[39] 2015年5月21日、JAXAはIKAROSからの信号を受信できず、予想通り探査機が5度目の冬眠モードに移行したと結論付けた。2015年5月に最後に受信したデータに基づくと、当時のIKAROSの位置は地球から約1億1000万キロ、太陽から約1億3000万キロ離れていた。[40]
科学的結果
GAPのガンマ線偏光データから、Tomaら[41]はCPT違反のより厳しい制限を設定した。これは以前の制限より8桁の改善である。[42] [43]
JAXAの科学者らは2010年7月9日、太陽放射圧によってIKAROSの196m2の帆に及ぼされる推力は1.12ミリニュートンであると発表しました。[44]
参照
- CubeSail – 計画中の太陽帆宇宙船
- CubeSail (UltraSail) – 米国の宇宙船
- LightSail 2 – LEOソーラーセイルデモプロジェクト
- 金星へのミッション一覧
- 地球近傍小惑星探査機 - 太陽帆宇宙船
- NanoSail-D2 – ソーラーセイルのコンセプトをテストするために設計された衛星
- OKEANOS – トロヤ群小惑星への宇宙探査機の提案
注記
- ^ 森ら（2009）
- ^ 「小型ソーラー電力セイル実証機「IKAROS」」JAXA。2013年10月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年10月1日閲覧。
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- ^ 宇宙帆船イカロス、お疲れさま…実験終了「人工惑星」に。朝日新聞。 2010 年 12 月 10 日。2011 年1 月 22 日に取得。[リンク切れ ]
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回目のミッションは 2010 年代後半に実施される。直径 50 メートル (160 フィート) の中型ソーラー パワー セイルを搭載し、イオン推進エンジンを内蔵する。宇宙船の目的地は木星とトロヤ群小惑星である。
- ^ 木星トロヤ小惑星への太陽光発電帆オケアノスミッションにおける科学と探査。 (PDF)。岡田 哲也、岩田 哲也、松本 淳、中條 哲也、袈裟川 裕也、青木 淳、川合 裕也、横田 晋、斉藤 裕也、寺田 和也、豊田 正人、伊藤 雅史、薮田、百合本、岡本千佳、松浦晋也、津村一貴、米徳大将、三原哲也、松岡亜希、野村隆也、矢野博之、平井哲也、中村龍司、ウラメック、R. ジョーマン、J.-P. Bibring、N. Grand、C. Szopa、E. Palomba、J. Helbert、A. Herique、M. Grott、HU Auster、G. Klingelhoefer、T. Saiki、H. Kata、O.mori、J. Kawaguchi。第 49 回月惑星科学会議 2018 (LPI 投稿番号 2083)。
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グラフは約1.1mNの力を示唆
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参考文献
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- 森 修、他 (2009 年 7 月 9 日)。「IKAROS による初のソーラー電力セイル実証」( PDF)。第 27 回宇宙技術科学国際シンポジウム。8 : To_4。Bibcode :2011TJSAI...8To425M。2010年3 月 6 日閲覧。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、 IKAROSに関連するメディアがあります。
- 第2分離カメラによる画像撮影に成功 – 2010年6月28日 JAXAプレスリリース
- IKAROSのソーラーセイル航行技術
- JAXAによる小型太陽光発電セイル実証機「IKAROS」（小型太陽光発電セイル実証機）をYouTubeで公開