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材料接着実験（MAE）は、NASAの 火星探査機パスファインダーのミッション中に1997年7月4日から1997年8月12日まで実施された材料科学実験である。[1] これはNASAとカリフォルニア工科大学のジェット推進研究所との共同実験であり[2]、パスファインダーの探査車ソジャーナに搭載された小型モジュールで構成され、火星表面の塵が太陽電池に与える影響を調べた。[3] [4]
目的
火星の地表で太陽光発電を使用するのは、火星の大気中にかなりの量の塵が浮遊しているため困難である。[3]塵の粒子は太陽光が火星の地表に届くのを妨げるだけでなく、空気中から徐々に物体に付着する。パスファインダーはNASAの火星表面での太陽光発電ミッションとしては初のものであったため、火星の塵が太陽電池に付着する影響はミッション前には十分に理解されていなかった。[3]当時、火星の大気中の塵の粒子がパスファインダーに電力を供給する太陽電池に付着し、太陽光が太陽電池に当たらなくなり、パスファインダーの電力が徐々に低下すると予測されていた。火星の大気から塵が付着すると太陽電池の性能にどのような影響が及ぶかを知ることは、火星でのその後の太陽光発電ミッションにとって重要となるため、塵が付着するにつれて太陽電池の性能がどのように低下するかを測定するために、ソージャーナ探査車にMAEが搭載された。 [3]
デザイン
MAE は太陽電池アレイの左前隅に位置しており[1]、取り外し可能なガラスカバープレートの下に取り付けられた小型のガリウムヒ素太陽電池で構成されていました。ミッションが進むにつれて、大気中の塵がガラスカバープレートに付着し、太陽電池に当たる太陽光が次第に遮られ、発電量が低下しました。ミッション中、ガラスカバープレートは時折太陽電池から回転して離れ、塵による遮光効果が除去されました。カバープレートが取り外される前と取り外された後の太陽電池の出力の差を測定するセンサーは、太陽電池が発電能力をどれだけ早く失っているかを示し、ひいてはカバープレートにどれだけ早く塵が集まっているかを示しました[3] 。
ガラスカバープレートを太陽電池から遠ざけるために使用された回転アクチュエータは、宇宙用途におけるマルチサイクル形状記憶合金の最初の使用例となった。 [3]
火星の表面では紫外線が高レベルであるため、太陽電池を覆うガラスが黒く変色しないことが重要でした。この目的のために、Suprasilが選ばれました。
結果
MAE は運用初日に塵による 2% の遮蔽を記録したが、これはパスファインダーのエアバッグが引き込まれたことで局所的に舞い上がった塵が原因と考えられる。[4]パスファインダーの火星運用の最初の 24 日間、MAE が現地正午に実施した測定では、大気中の塵が試験用太陽電池を 1 日あたり 0.28% の割合で遮蔽していたことが示された。[3]この劣化率は、ソジャーナが移動しているか静止しているかに関係なくほぼ同じであった。[3] [4]現地午後 2 時に実施した測定では、ミッションの最初の 20 日間の遮蔽率がわずかに高く、1 日あたり 0.33% であった。これらの結果は、ソジャーナとパスファインダー着陸機の太陽電池の出力低下と一致しており、塵の蓄積率は 1 日あたり 0.29% であり、パスファインダー着陸前に予測された値(1 日あたり 0.22%) にかなり近いことを示した。[3]
参照
- 火星探査
- 火星の土壌
- 火星環境ダイナミクスアナライザー（火星2020探査車のための大気と塵の実験計画）
- 清掃イベント
参考文献
- 注記
- ^ ab Landis, Geoffrey A.; Jenkins, Phillip P. (2000-01-25). 「火星パスファインダーの MAE 計器による火星大気中の塵の沈降速度の測定」. Journal of Geophysical Research: Planets . 105 (E1): 1855–1857. Bibcode :2000JGR...105.1855L. doi : 10.1029/1999JE001029 . ISSN 2156-2202.
- ^ 「NASA FACTS - Mars Pathfinder」（PDF）。ジェット推進研究所。1999年5月。 2018年5月25日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2019年11月27日閲覧。
- ^ abcdefghi Landis, GA; Jenkins, PP (1997 年 9 月 29 日 - 10 月 3 日)。「火星の塵: 火星パスファインダーによる物質付着実験結果」。第 26 回 IEEE 太陽光発電専門家会議の会議記録 - 1997 年。pp. 865–869。doi : 10.1109 / PVSC.1997.654224。ISBN 978-0-7803-3767-1. S2CID 122739409。
- ^ abc ローバーチーム: JR Matijevic、J. Crisp、DB Bickler、RS Banes、BK Cooper、HJ Eisen、J. Gensler、A. Haldemann、F. Hartman、KA Jewett、LH Matthies、SL Laubach、AH Mishkin、JC Morrison、TT Nguyen、AR Sirota、HW Stone、S. Stride、LF Sword、JA Tarsala、AD Thompson、MT Wallace、R. Welch、E. Wellman、BH Wilcox、ジェット推進研究所、カリフォルニア工科大学、パサデナ、CA 91109、USA。D. Ferguson、P. Jenkins、J. Kolecki、GA Landis、D. Wilt、NASA Lewis Research Center、クリーブランド、OH 44135、USA。 (1997年12月5日)、「火星探査機ソージャーナによる火星表面堆積物の特性評価」、Science、278 (5344): 1765–1768、Bibcode :1997Sci...278.1765M、doi : 10.1126/science.278.5344.1765、PMID 9388171。
{{citation}}: CS1 maint: 複数名: 著者リスト (リンク) CS1 maint: 数値名: 著者リスト (リンク)
- 文献
- Landis, GA; Jenkins, PP (1997 年 9 月 29 日 - 10 月 3 日)。「火星の塵: 火星探査機パスファインダーによる物質付着実験結果」。第 26 回 IEEE 太陽光発電専門家会議の会議記録 - 1997 年。pp. 865–869。doi : 10.1109/ PVSC.1997.654224。ISBN 978-0-7803-3767-1. S2CID 122739409。
- Landis, GA; Jenkins, PP; Hunter, G. (1997 年 7 月 27 日 – 8 月 1 日)。「火星探査機パスファインダーの材料接着実験: 初期結果 [宇宙電力]」。IECEC-97 第 32 回エネルギー変換工学学会会議議事録 (カタログ番号 97CH6203)。第 1 巻。エネルギー変換工学会議、1997 年。IECEC-97。pp. 732–733。doi : 10.1109/ IECEC.1997.659281。ISBN 978-0-7803-4515-7. S2CID 109282484。
- ローバー チーム (1997 年 12 月 5 日)、「火星パスファインダー ローバー、ソジャーナによる火星表面堆積物の特性評価」、Science、278 (5344): 1765–1768、Bibcode :1997Sci...278.1765M、doi : 10.1126/science.278.5344.1765、PMID 9388171
外部リンク
- オリジナルの火星探査機パスファインダーのミッション現場での MAE 結果の概要。
- NASA グレン研究センターによる MAE 結果の議論。
- 国立宇宙科学データセンターによる MAE の技術的な議論。