柔軟エアロシェルと柔軟翼航空機を利用した 火星突入&表面探査計画の検討 パラフォイル検討チームコアメンバー 安部隆士、山田和彦(JAXA)、平木考儒(九工大)、東野伸一郎(九大)
システムの成立性を検討→実現にむけたパラフォイル型探査機に関する鍵技術の抽出 <これまでのまとめ> システムの成立性を検討→実現にむけたパラフォイル型探査機に関する鍵技術の抽出 1)パラフォイル機の揚抗比の向上 →密閉型パラフォイルを提案 2)展開型プロペラ推進器の開発 →N型の折りたたみプロペラが候補 3)GPSなしでの位置同定 →慣性航法と画像による位置速度情報を組み合わせた手法が有力 N型折り畳みプロペラ <今後の計画> 1)密閉型パラフォイルについて(JAXA,九工大担当)(H22年度研究費 500千円) 翼幅2m程度の密閉型パラフォイルの試作を開始 →曳航試験で揚抗比を測定予定(JAXA担当) 小型の密閉型パラフォイルを試作. →小型気球実験展開挙動を把握する予定(九工大担当) 2)展開型プロペラ推進器について(九工大担当)( H22年度研究費 50千円) N型折り畳みプロペラの試作を開始 →まずは,展開試験を実施する予定 →その結果踏まえて,改良したもので,真空槽や風洞での推力測定を行う. 曳航試験のイメージ 3)慣性航法と画像よる位置速度情報による位置同定手法(九大担当) ( H22年度研究費 520千円) シミュレーションにより,GPSが使えない環境では本手法が有力であることを確認 →地上システムで画像マッチングによる位置速度の同定方法の構築(UAVで取得した画像などを利用) →搭載システムに実装し,UAV等による飛翔実証試験を行う.
火星探査用パラフォイルに関する試験内容(九工大) 密閉型パラフォイル 展開実験 バルーン 実験高度 50 m 展開時間 1~3 s パラフォイル 展開時動圧 50 Pa (火星展開時と同等) 試験機重量 2 kg 試験機投下 製作 パラフォイル展開 展開式プロペラ プロペラ試作 1/4サイズ プロペラ直径 0.25[m] 最大翼弦長 0.065[m] 材料 アルミ, ケミカルウッド 展開 プロペラ直径 1[m] 最大翼弦長 0.26[m] 回転数 4000[rpm] 展開機能の確認
位置同定システムの開発経緯(九大) 火星探査用のパラフォイルの姿勢制御について <技術的課題> 位置同定シミュレーション 火星探査用のパラフォイルの姿勢制御について 加速度情報のみ PPG機の姿勢制御については,安定性が高く大きな問題ではない. ←九大のUAVによる飛翔実証済(地球上ではあるが) 推定 <技術的課題> 正解 GPSを使えない環境での位置同定システムの構築. +速度情報 *母船や地表にある発信源から電波航法→可視領域が短く不適 *慣性航法をベース案として検討を行う. →PPG機の飛行シミュレーションにより位置同定の精度を検討 加速度情報のみで位置推定は困難. 速度情報や粗い位置情報があれば,位置同定精度が劇的に向上 +粗い位置情報 画像マッチングにより速度や位置情報を取得できないか? *NASAの火星表面画像 *Google Mars *UAVで取得した画像 *Google Earth などを利用し,地上システムでマッチング手法の開発を進める.搭載可能なリソースで実現できるかも含めて検討中.また,UAVでの飛翔実証にむけて搭載機器の開発も開始. UAVで取得した画像の位置をGoogle Earth画像から特定 ノイズを含んだGoogle marsの画像の一部を,元の画像から位置を特定