電磁的エネルギー変換式着地衝撃緩衝機構の弾性要素を介することによる効果

摘要

天体上への着陸を伴う探査機においては，最終的な残存運動エネルギーの吸収と天体上での姿勢維持のための降着装置が必要となる.従来，衝撃緩衝の手段としてクラッシャブルコアやエアバッグが使用されてきたが、月極域探査をはじめとして到達困難な地点の探査や複数地点を移動しながらの探査となることが予想される将来的な天体上探査ミッションを効率的に実行するためには，再使用性や不整地着陸への対応能力が求められる.電磁気的なエネルギー変換デバイスを用いたダンパは，繰り返し使用可能で，特性の制御が容易であることから探査機への適用を目指した研究が行われ始めている. 2014年には実際にESAのフィラエ着陸機がダンピングモータおよびスピンドル·ケーブル機構からなる衝撃緩衝装置を用いて彗星への着陸を行った.電磁ダンパは，運動ェネルギーを電気工ネルギ一に変換する際，コイルまたは永久磁石が運動する必要があり，その慣性による緩衝能力への影響がある.また，電磁ダンパの可動側に接続される減速機や運動変換機構のイナーシャも同じく影響する.そこで，限られたストローク量での運動エネルギー吸収と着地衝撃の低減を両立させるため，電磁ダンバと脚機構の間に弾性要素を用いたバッファ機構を挿入することを検討する.本報告では，このシステムにおいて各部が持つイナーシャとバッファ機構のスプリング剛性による衝撃緩衝能力への影響を評価する.