小惑星探査機用指向性ラジエータの研究(2)

摘要

近年，「はやぶさ」による世界初の小惑星サンプルリターンの成功に伴い，小惑星からのサンプルリターンを目的とした計画が世界中で多く立案されている．地球周回衛星では，熱環境が周期的に変化し，平均的には安定しているのに対し，惑星探査機は，熱環境が長期に亘って大きく変化する．したがって，その変化に対応するための熱制御デバイスが必要となる．例えば，地球周辺と惑星軌道上における大きな熱環境変化に対しては，放射率可変素子（SRD）が開発され1)，小惑星探査機「はやぶさ」に適用された．SRDは，低温で低放射率，高温で高放射率となり，熱環境変化に応じて必要となるヒータ電力を削減することが出来た2)．一方，目的の惑星近傍に到着した惑星探査機は，その天体が高温の場合，惑星表面から放射される赤外輻射をラジエータから取り入れてしまう．その結果，探査機が高温天体に接近すればするほど機体の温度が上昇してしまい，タッチダウンシーケンスに影響を及ぼすという問題があった．それに対し，これまではタッチダウンの際の最高温度が上限を越えないように着陸地点を制限，また，小惑星への接近スピードを速くし，滞在時間を制限すること等によって問題を回避してきた．そこで，我々は高温天体接近時の温度上昇を防ぎ，タッチダウンシーケンスの自由度を増すことを目的とし，MEMS技術を使った放射率可変デバイス3)，パラボラ曲面を使った指向性ラジエータ4)，また，VO2を使った新しいタイプの放射率可変素子5)を提案してきた．