展開型柔軟エアロシュル再突入機の地球低軌道からの再突入飛行実証試験計画

摘要

自在な宇宙活動を実現するためには、宇宙空間からの地球表面への帰還、大気のある惑星への着陸は重要な要素である。それらを実施するたには、大気圏突入システムは必須かつ唯一の手段であり、そのさらなる成熟が渴望されている。そこで、我々のグループでは、大気圏突入システムの可能性を広げるために、これまでに実用化されているカプセル型や有翼型に加え、新たな選択肢を与えるものとして注目されている展開型柔軟エアロシェルによる大気圏突入システムの研究開発を進めてきた。特に、薄膜の円錐形状エアロシュルをガス圧で形状を維持するインフレ一タブルリングで支持する薄膜フレア型の柔軟エアロシェルに注目している。これは、大気圏突入前に円錐形状の膜面エアロシェルを展開することにより、大気圏突入機を軽量大型化する（弾道係数を大幅に下げる）ことにより、空気力を効率よく利用できることが大きな特徴である。それにより、大気圏突入時の空力加熱、終端速度を低減でき、ヒ一トシ一ルドとパラシュ一トの機能をあわせもった新しい大気圏突入機が実現できる。さらに、火星のような大気の薄い惑星では、その特徴がより有効に機能すると考えている。また、展開型エアロシェルは、その柔軟性を利して、打ち上げ時に限られたスペースに効率よく収納できることも、重要な特徴である。それにより、小型衛星など、ロケットへの搭載スペースが限られている場合にも、大気圏突入機を搭載するという選択肢を提供できる。このように、従来型の大気圏突入システムにない特徴を持っている展開型柔軟エアロシュルは、将来の大気圏突入システムの一つとして注目されている。図1に、薄膜フレア型柔軟エアロシェルを地球低軌道からの再突入回収システムに応用した場合の概念図を示す。