Physics of Magnetohydrodynamic Aerobraking for Reentry Spacecraft

点击翻译按钮获取中文摘要

世界の深宇宙探査のターゲットのトレンドとして、これまでの地球近傍の小惑星、火星衛星から、より遠方の始原性の高い小惑星、彗星核、木星土星不規則衛星に注目が集まっている。この新たな深宇宙サンプルリターンミッションでは、「はやぶさ」カプセル設計から逸脱した全く新たなカプセルのヒートシールド技術が必要とされる。これまで研究グループで１０年来取り組んできた磁場を利用した高温流れの制御「電磁力エアロブレーキング」技術を実験的アプローチと数値解析的アプローチの両面から、確立することを目的としている。実験では総エンタルピ100 MJ/kg、秒速10kmを超えるJAXA極超音速風洞HEK-Xを使用して、電磁力エアロブレーキング効果の詳細な検証を進めた。直径50mm程度の大型ネオジウム磁石を使用した可視化実験では、シュリーレン干渉可視化法により磁場による衝撃波層の増大を確認した。この検証自体が同分野で長年数値解析研究例が多くを占めるなか実験の検証が難しかったもので、本結果は世界的に見ても類を見ないものである。今後は数値解析などと比較検証しより効果の得られる条件や実機搭載形状を探索したい。