宇宙酔2012新春

guicheng @guicheng

話それるけど、燃料が尽きた人工衛星が使い物にならなくなる理由は軌道の他にもう一つある。それはリアクションホイール。リアクションホイールは駒を回転させることで姿勢制御する部品だけど、ある程度高速域まで行くと減速しないと行けない。その反動を押さえるのが姿勢制御エンジン。

guicheng @guicheng

リアクションホイールの回転数を下げることをアンローディングというんだけど、アンローディングのためには先述の通り燃料が必要。つまり、燃料がなくなれば衛星は姿勢制御できない。ところがスピン型衛星はアンローディングの必要がないから、機器が生きている限り飛び続けられる。

guicheng @guicheng

たとえば日本最年長の「あけぼの」や、「ひてん」の弟分である「GEOTAIL」は、20年経った今でも元気に飛んでいる。あと、低軌道の衛星は地球の磁気を利用した姿勢制御ができるんだけど、これだと燃料を使わずにRWのアンローディングが可能だから寿命は延びる。「黎明」がそうだね。

guicheng @guicheng

えーと、なんだったっけ……そうだ、月の周回軌道の話だ。月の周回軌道は地球や太陽による摂動や、築地心の重力異常で、安定した軌道を採ることは難しい。つーか、無理。だもんで、月の周回ごとに軌道がふらつく。小笠原さんの話を聞いて、やっと「ひてん」の月周りの軌道の意味がわかったよ。

guicheng @guicheng

で、LUNA-A。日本で2番目｛1番目は「ひてん」)の、そして初の本格的月探査機になるはずだった衛星。月面に「ペネトレータ」という二本の槍を打ち込み、月震を観測するのが目的だった。ペネトレータは最大で1万Gというとてつもない衝撃が加わる。当然、開発は難航した。

guicheng @guicheng

LUNA-Aはペネトレータの開発が遅れに遅れたため、完成のめどがついた頃には先にできあがっていた母線の寿命が尽きていた。原因は接着剤の劣化とかね。これを修理するにはかなりの予算がかかるってことでプロジェクトはクローズ。結局、打ち上げられることのなかった不遇の衛星。

guicheng @guicheng

LUNA-Aはペネトレータだけじゃなくて母船も変態だった。月スイングバイを利用して地球引力圏の向こう側(でも地球脱出速度には至らない)に飛ばし、太陽の摂動を利用してさらに遠地点を上げ、引力の回廊を通して月周回軌道に流し込むというもの。スマン、こんな厨二病的表現しかできない。

guicheng @guicheng

「のぞみ」の話。「のぞみ」というと地球パワースイングバイ失敗に続く修正軌道が有名だけど、当初の計画軌道も変態だった。まず月で加速スイングバイ、とって返した刀でさらに月加速スイングバイ。ここで地球脱出速度を得た直後に地球パワースイングバイ。で、火星に向かって飛んでいくはずだった。

guicheng @guicheng

月スイングバイで加速すると、遠地点が高い、大きな楕円軌道に乗る。戻ってきたその位置に月があるとすると、さらにスイングバイをすることができる。これを「二重月スイングバイ」と呼ぶけど、これを実施したのは「ひてん」「GEOTAIL」「のぞみ」の3機だけ。全部日本の探査機だ。

guicheng @guicheng

「ひてん」はスイングバイ技術を習得するため、「GEOTAIL」は地球の尾に入り続けるために加速-減速の二重月スイングバイを繰り返した。しかし「のぞみ」は、地球のその先へ行くために、加速-加速の二重月スイングバイを行った。実に攻撃的だ。

guicheng @guicheng

ところが「のぞみ」は地球パワースイングバイの最中でメインエンジンを破損する。このままでは火星へ行けない。ところがとんでもない軌道が見つかった。地球スイングバイで太陽系の北天方向に跳ね上げ、半年後にもう一度地球スイングバイをして火星へ向かうというもの。

guicheng @guicheng

「のぞみ」は結局火星にたどり着くことはできなかったけど、その恐るべき旅路で世界初の観測をした。そして何よりも、最後まであきらめないという伝統を作り上げた。

guicheng @guicheng

「はやぶさ」のところは……知られてるから飛ばしw

guicheng @guicheng

いや、一点追加しておこう。「はやぶさ」の地球スイングバイで要求された誤差は、距離で1km、速度は1cm/s。通常の化学エンジンだったらトルクが大きいからミスっても修正できるけど、イオンエンジンはトルクが小さすぎて修正が効かない。そんな状態でのスイングバイは、大きな業績だ。

guicheng @guicheng

えーと、先日の「宇宙酔」の補足ツイートは以上。ホントはこのあと質問タイムがあるんだけど、私にわかる範囲のものはすでに盛り込んじゃったので。

guicheng @guicheng

なにぶん記憶を便りに書いている部分が非常に多いので、ミスや認識間違いがあると思います。というか、絶対にあります。私のツイートは話半分に聞いてください。連騰失礼しました。