ゴム気球を利用した新型大気圏突入カプセルの低速領域の自由飛行試験

• Material Type: 文書・図像類
• Title: ゴム気球を利用した新型大気圏突入カプセルの低速領域の自由飛行試験
• Author/Editor: 高澤, 秀人; 末永, 陽一; 宮下, 岳士; 平田, 耕志郎; 若林, 海人; 高橋, 裕介; 永田, 靖典; 山田, 和彦; TAKASAWA, Hideto; SUENAGA, Yoichi; MIYASHITA, Takashi; HIRATA, Koshiro; WAKABAYASHI, Kaito; TAKAHASHI, Yusuke; NAGATA, Yasunori; YAMADA, Kazuhiko
• Author Heading: 高澤, 秀人; 末永, 陽一; 宮下, 岳士; 平田, 耕志郎; 若林, 海人; 高橋, 裕介; 永田, 靖典; 山田, 和彦; TAKASAWA, Hideto; SUENAGA, Yoichi; MIYASHITA, Takashi; HIRATA, Koshiro; WAKABAYASHI, Kaito; TAKAHASHI, Yusuke; NAGATA, Yasunori; YAMADA, Kazuhiko
• Publication, Distribution, etc.: 宇宙航空研究開発機構(JAXA)
• Publication Date: 2023-02-17
• Publication Date (W3CDTF): 2023-02-17
• Alternative Title: RERA: Rubber balloon Experiment for Reentry capsule with thin Aeroshell
• Periodical title: 宇宙航空研究開発機構研究開発報告: 大気球研究報告 = JAXA Research and Development Report
• No. or year of volume/issue: JAXA-RR-22-008
• Volume: JAXA-RR-22-008
• Pages: 37-50
• ISSN (Periodical Title): ISSN : 2433-2216
• Text Language Code: jpn
• Subject Heading: Dynamic stability; SRC; Balloon experiment
• Target Audience: 一般
• Note (General): 深宇宙探査を対象とした新しいサンプルリターンミッションに向けて薄殻エアロシェル型カプセルが提案されている．本カプセルのコンセプトにおける一番の特徴は，軽量・大面積エアロシェルを用いることで空力加熱を避けることである．本カプセルはパラシュートレスでの帰還が想定されていることから全速度域で空力的に安定に飛行することが求められている．実機は，直径0.8m，総質量10kg, 機軸周りの慣性モーメント0.58kg m2, 機軸垂直周りの慣性モーメント0.32kg m2のカプセルを想定している．薄殻エアロシェル型カプセルの低速域における動的不安定性を評価するために，2022年7月1日にゴム気球を用いた自由飛行実験RERA(Rubber balloon Experiment for Reentry capsule with thin Aeroshell) を実施した．気球実験機として，直径0.8m，総質量1.56kg，機軸周りの慣性モーメント0.033kg m2, 機軸垂直周りの慣性モーメント0.020kg m2のカプセルを使用した．カプセルは高度25kmにおいてゴム気球から切り離され，自由飛行を開始し，海上着水した．実験中のオンボードセンサーによる計測データとカメラによる撮影画像は地上局へ送信された．自由飛行においてカプセルは姿勢振動していたもののピッチ方向に縦回転することはなかった．自由飛行時のカプセル周りの流れ場はマッハ数0.15以下，レイノルズ数10(exp 5) オーダーであった．このことから再突入時と同オーダーのレイノルズ数環境下で試験を実施できた．実験機は低速域においてピッチ・ヨー方向の振動運動が発散しないことが示唆された．; A sample return mission to deep space has been proposed. The orbital velocity in the atmospheric entry in the deep space sample return reaches 15 km/s, which results in extremely severe aerodynamic heating to the sample return capsule (SRC). To reduce the severe heating environment by efficient aero-deceleration at high altitudes, a new concept of SRC with a lightweight and large-area aeroshell is proposed. The SRC is needed to be aerodynamically stable at all speeds because it is expected to be operated without a parachute in the atmospheric entry. To evaluate dynamic stability in attitude for capsule with thin aeroshell, the Rubber balloon Experiment for Reentry capsule with thin Aeroshell (RERA) was conducted on July 1st, 2022. The capsule with a mass of 1.56 kg and a diameter of 0.8 m was dropped from the balloon at an altitude of 25 km, and then, started the free flight. In operation, data measured by onboard sensors and photographs by a camera were successfully transmitted to the ground station. The capsule was in low oscillation in attitude without a vertical rotation. The flow field around the capsule during the operation was 0.15 in Mach number in maximum and an order of magnitude 10(exp 5) in Reynolds number. This indicated that the present experiment reproduced a flow field around the actual deep space SRC at low speed. Although the moment of inertia of the capsule for the present experiment was different from the actual SRC, it was suggested that the capsule was dynamically stable in the low-speed region.; 形態: カラー図版あり; Physical characteristics: Original contains color illustrations; 資料番号: AA2230025003; レポート番号: JAXA-RR-22-008
• DOI: 10.20637/00049111
• Access Restrictions: 限定公開
• Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）; https://irdb.nii.ac.jp
• Original Data Provider (Database): 宇宙航空研究開発機構 : 宇宙航空研究開発機構リポジトリ