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資料番号: SA1150241000

柔構造エアロシェルは再突入体や惑星突入する衛星への応用が提案されているが、柔構造体の高速気流中での空力特性に関しては、完全に理解されているとは言えない。そこで、その高速飛行性能を実証するためにJAXAの大気球を用いた柔構造機体の飛行試験が計画され、その第1回目の試験が2003年9月に行われた。本論文は、カプセル形状の本体にフレア型の柔構造エアロシェルを取り付けた機体のフライト試験の概要、機体開発、および、実験結果についての報告を行う。フライト試験では、気球のゴンドラとフライト機体の切り離し機構の不具合によって機体単体での飛行は実現しなかったが、1)風洞実験などの事前試験によって、フレア型の柔構造エアロシェルに関して、その変形形状や空力特性などについて知見を得た、2)直径1.35mサイズの柔構造エアロシェルの収納展開を地上試験で実証した、3)膜展開構造を含むフライト機体とカプセル内部に搭載された機器は飛行中健全に機能していたことが確認された、などの今後の開発につながる様々な成果が得られた。, Membrane aeroshell has a potential for application to re-entry capsules and planetary-entry probes in the future due to its low mass and low storage volume. Its characteristics, however, is not well understood particularly in high speed flow regions. The flight test using the scientific balloon is conducted to demonstrate its high speed flight capability on September 1st, 2003. This paper describes the outline of this project, the development report of the flight model with the flare-type membrane aeroshell, and the results of the flight tests. Despite the flight model dropped with a gondola because of the trouble in the separation device, there are a lot of accomplishments in this project; 1) to obtain the knowledge about the deformation, stability, and aerodynamic characteristics of the flare-type membrane aeroshell by pre-flight wind tunnel test, 2) to demonstrate that 1.35 meter diameter membrane aeroshell can be stowed in a backside of the 0.5 meter capsule and deployed automatically in the ground test, and 3) to verify that the almost all of the sensors installed in the capsule worked normally at the high altitude and the deployed membrane aeroshell can withstand the actual flight environment., 資料番号: AA0048133004, レポート番号: JAXA-RR-04-015

X線天文学の課題として10keV以上の硬X線領域での撮像観測が挙げられる。この領域では非熱的放射が支配的であり、銀河団などの放射課程の解明には非常に重要である。これまでのX線望遠鏡は単層膜の全反射を用いた斜入射光学系であり、10keVが実用限界であった。しかし名古屋大学では多層膜スーパーミラーを用いて20-40keVの硬X線領域での集光・結像が可能なX線望遠鏡を開発し、2001年にNASA/GSFCと共同で行なった硬X線気球撮像観測実験InFOCμSによってその有効性が示された。現在名古屋大学では新たに20-60keVのエネルギー帯域で十分な反射率をもつ硬X線望遠鏡を搭載した気球撮像観測実験を計画している。この計画では硬X線望遠鏡だけでなく検出器や気球ゴンドラの開発も独自に行なう。ここでは気球ゴンドラの開発の経緯について報告する。, 資料番号: AA0049122159

三陸大気球観測所のように限られた放球場で大きな気球を上げることは長年の課題であった。これまでに打ち上げに成功した最大の気球は、1973年に初めて上げられた容積200,000立方メートルのものである。より大きな容積500,000立方メートルの気球が1980年に打ち上げられたが、上昇中に破壊して成功には至らなかった。総浮力が1トンを超えるような大きな気球を、これまで20年以上行ってきた立て上げ放球法によって上げるには、いくつかの問題点があった。そこで、日本独自のセミダイナミック放球法が考案された。このために、地面に固定されているが、自由に回転でき、5mまでペイロードを昇降させることのできる大型放球装置と自走式跳ね上げローラー車が開発された。2000年以降、この放球法によって大型気球が上げられている。そして、2003年に、厚さ20μmのポリエチレンフィルムで作られた容積500,000立方メートルの気球の打ち上げと飛翔に成功した。この気球は日本で放球された最大容積の気球である。, Launching a large balloon at a limited launching field is a long standing subject in Japan. The volume of the largest balloon ever launched successfully was 200,000 cubic meters. This type of balloon was firstly launched in 1973. A larger balloon with a volume of 500,000 cubic meters was tried to launch in 1980; however it did not succeed because of burst during the ascending phase. For launching a large balloon with a total lift more than 1 ton, the static launching method, which has been used for more than 20 years, has several weak points that may result in failure. A semi-dynamic launching method was developed using a new launcher, which is fixed on the ground and has a freedom of rotation around the vertical axis and an elevation system up to 5 m, as well as a leap-up spooler system for holding a balloon bubble, in 1999. Several balloons have been launched using the method. In 2003, a balloon with a volume of 500,000 cubic meters, which was made of polyethylene films of 20 micrometers in thickness, was successfully launched with the semi-dynamic launching method. It is the largest balloon ever launched in Japan., 資料番号: AA0048133001, レポート番号: JAXA-RR-04-015

資料番号: AA0046651015

資料番号: AA0046651023

10keV以上のエネルギー領域は、非熱的なエネルギーが支配的な領域であり非熱的粒子の生成プロセスやエネルギーの熱化のプロセスなどと密接に関係する領域である。しかし、現在それらの各プロセスの理解がほとんど進んでいない。これは10keV以上の観測が、バックグラウンドの高い大面積、非撮像型検出器によって行われているため感度が低く、硬X線放射の空間的な構造が不明であることが原因である。従って、これらのプロセスの解明には10keVを越える領域での高感度集光撮像観測が必要である。これまでのX線望遠鏡は全反射を利用したものであるため、臨界エネルギーの制限により、10keVを超える硬X線領域では実用的ではなかった。多層膜スーパーミラーを用いた硬X線望遠鏡の開発により20〜40keVでの集光結像を可能とし、一昨年NASA/GSFCと共同で行った硬X線撮像気球実験(InFOCμS)によってその性能を実証した。名古屋大学では、NUSMIT(Nagoya University Super Mirror Imaging Telescope Experiment)という硬X線撮像観測実験を計画している。NUSMITではInFOCμSで名古屋大学が開発した望遠鏡の改良をするだけでなく、GSFCが担当した、ゴンドラ、検出器も名古屋大学独自で開発し、複数回気球実験をすることにより、フィードバックによる望遠鏡開発の効率化を図り、将来の大型衛星搭載を目指す。, 資料番号: AA0046651006

10keV以上のエネルギー領域は、非熱的なエネルギーが支配的な領域であり非熱的粒子の生成プロセスやエネルギーの熱化のプロセスなどと密接に関係する領域である。しかし、現在それらの各プロセスの理解がほとんど進んでいない。これは10keV以上の観測が、バックグラウンドの高い大面積、非撮像型検出器によって行われているため感度が低く、硬X線放射の空間的な構造が不明であることが原因である。従って、これらのプロセスの解明には10keVを越える領域での高感度集光撮像観測が必要である。これまでのX線望遠鏡は全反射を利用したものであるため、臨界エネルギーの制限により、10keVを超える硬X線領域では実用的ではなかった。多層膜スーパーミラーを用いた硬X線望遠鏡の開発により20〜40keVでの集光結像を可能とし、昨年NASA/GSFCと共同で行った硬X線撮像気球実験(InFOCμS)によってその性能を実証した。しかし、観測という観点においては制御目標である1分角から大幅にずれ、数分から数10分の揺動が生じ、気球のゴンドラ姿勢の安定制御という重大な課題が残った。現在この問題の明確化、改善を目指し、実際の観測を視野に入れ搭載機器の開発を行っている。, 資料番号: AA0045441105

多層膜スーパーミラーを反射面として用いることにより、全反射を利用したX線望遠鏡では成し得なかった10keV以上の硬X線領域で十分な効率を持ったX線望遠鏡の開発を行なっている。この多層膜スーパーミラーは、Astro-Eで用いられた多重薄板型の光学系と組み合わせることで、30keVで約70cm(sup 2)の有効面積を持つ。NASA/GSFCとの共同研究で、この望遠鏡を搭載した気球による撮像観測実験InFOCμSを推進している。InFOCμSは2001年7月にアメリカのテキサス州Palestineにて第1回の打ち上げを行ない、ブラックホール候補星白鳥座X-1からのX線の観測に成功した。これは多層膜スーパーミラーを用いた世界初の撮像観測となった。現在、第2回のInFOCμS実験を目指し、X線望遠鏡や焦点面検出器の改良を行なっている。, 資料番号: AA0045441123

資料番号: AA0048133000, レポート番号: JAXA-RR-04-015