JP2001055200A - 惑星探査機 - Google Patents

惑星探査機

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JP2001055200A
JP2001055200A JP2000173997A JP2000173997A JP2001055200A JP 2001055200 A JP2001055200 A JP 2001055200A JP 2000173997 A JP2000173997 A JP 2000173997A JP 2000173997 A JP2000173997 A JP 2000173997A JP 2001055200 A JP2001055200 A JP 2001055200A
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JP
Japan
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carrier vehicle
vehicle
stage
stage carrier
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JP2000173997A
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English (en)
Inventor
Yukito Kitazawa
幸人 北澤
Keiichi Sato
恵一 佐藤
Ryoji Imai
良二 今井
Toyohiko Ota
豊彦 太田
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 惑星にランディングさせるミッション重量を
増大させる。 【解決手段】 キャリアビークルを、第1段キャリアビ
ークル1と第2段キャリアビークル2とからなる2段式
とする。第1段キャリアビークル1には推進装置5を装
備させ、第2段キャリアビークル2には、推進装置6や
リエントリーカプセル7を装備させる。第1段キャリア
ビークル1の前部を第2段キャリアビークル2の後部に
着脱可能に連結する。第2段キャリアビークル2の後部
に第1段キャリアビークル1を切り離し可能に連結し、
第2段キャリアビークル2の前部に、サンプルリターン
ビークル3を装備させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は火星等の惑星の探査
に用いる惑星探査機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】月や火星等の惑星は、人類が宇宙へ発展
する目標点であると同時に、科学探査が実際にその場所
に到達して行えるところが大きな魅力である。月は、1
959年1月にソ連が打ち上げた月ロケット「ルナ1
号」に始まり、有人探査の最高峰に位置するアメリカの
「アポロ計画」で一つの大きな目標を達成したが、火星
等の惑星探査については現在開発が進められている。
【0003】近年、火星での生命の存在の可能性が期待
され、又、NASAが2010年に火星有人ミッション
に向けての大掛かりなランダーミッションやサンプルリ
ターンミッションを発表したことから、火星探査に大き
な注目が集まっている。
【0004】これまでの惑星探査機としては、各国で開
発された種々の型式のものがあるが、いずれも、構造簡
略化と周回ミッションが主流であったため、キャリアビ
ークルの部分はすべて単段(1段)式である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、単段式キャ
リアビークルを採用した惑星探査機の場合、全体重量に
占めるミッション重量の割合いが低く、将来的にキャリ
アビークルが大型化すればするほど、ミッション重量の
向上化が問題となるものと想定される。
【0006】そこで、本発明は、惑星探査機のミッショ
ン重量を増やすことができるようにしようとするもので
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、キャリアビークルを、第1段キャリアビ
ークルと第2段キャリアビークルとからなる2段式とし
て、第1段キャリアビークルの前部を第2段キャリアビ
ークルの後部に切り離し可能に連結し、且つ該第2段キ
ャリアビークルに、サンプルリターンビークルを装備さ
せた構成とする。
【0008】サンプルリターンビークルを惑星にランデ
ィングさせる前に第1段キャリアビークルを切り離す
と、無駄なビークル加速エネルギーを省くことができる
ようになるので、結果として、惑星にランディングさせ
るミッション重量を増やすことが可能となる。又、サン
プルリターンビークルを2段打ち上げ式にすれば、2段
打上部の重量を軽くできるので回収サンプル量を増やす
ことができる。
【0009】又、サンプルリターンビークルに代えて、
リモートセンシングビークルを第2段キャリアビークル
に装備させた構成としても、ペイロード能力を向上させ
ることができるようになる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0011】図1(イ)(ロ)は本発明の実施の一形態
を示すもので、第1段キャリアビークル1と第2段キャ
リアビークル2とからなる2段式キャリアビークルとし
て、第1段キャリアビークル1の前部を第2段キャリア
ビークル2の後部に切り離し可能に連結し、且つ該第2
段キャリアビークル2の前部に、サンプルリターンビー
クル3を切り離し可能に装備させた構成を有し、ロケッ
トフェアリング4内に収納させて打ち上げるようにして
ある。
【0012】上記第1段キャリアビークル1には、推進
装置5やその他必要な艤装品を装備させ、又、第2段キ
ャリアビークル2には、推進装置6やリエントリーカプ
セル7、展張式のソーラーパネル8、アンテナ9、その
他の必要な艤装品を装備させ、更に、サンプルリターン
ビークル3には、推進装置10を備えたランディング装
置11、採取した惑星物質を収納させるキャニスタ12
を先端部に備えて上記ランディング装置11上に切り離
し可能に搭載させたサンプリング装置13及びその推進
装置14や、その他必要な艤装品を装備させるようにし
てある。
【0013】たとえば、火星探査を目的とする場合は、
火星の楕円軌道を周回させた後、円軌道に突入する前
に、図2(イ)に示す如く、2段式キャリアビークルの
第1段キャリアビークル1を第2段キャリアビークル2
から切り離し、第2段キャリアビークル2により円軌道
を周回させるようにする。次に、図2(ロ)に示す如
く、第2段キャリアビークル2からサンプルリターンビ
ークル3を切り離して、該サンプルリターンビークル3
を火星にランディングさせ、必要なサンプリングを行わ
せて採取物質をキャニスタ12に収納させた後、図2
(ハ)に示す如く、サンプルリターンビークル3のサン
プリング装置13を、ランディング装置11を残して円
軌道上に打ち上げるようにし、更に、円軌道上で、第2
段キャリアビークル2にサンプリング装置13をドッキ
ングさせて、キャニスタ12をリエントリーカプセル7
に移し渡すようにする。次いで、図2(ニ)に示す如
く、第2段キャリアビークル2からサンプリング装置1
3を切り離し、しかる後、火星の軌道から脱出して第2
段キャリアビークル2のみの形で地球へ向け飛行し、地
球の大気圏に突入した後、図2(ホ)に示す如く、リエ
ントリーカプセル7を切り離し、回収させるようにす
る。なお、リエントリーカプセル7を切り離した後の第
2段キャリアビークル2は大気圏内で燃え尽きることに
なる。
【0014】上記のように、火星の円軌道に突入する前
に第1段キャリアビークル1を切り離すようにすること
ができるので、無駄なビークル加速エネルギー(ΔV)
を省くことができる。その結果、火星にランディングさ
せるミッション重量を増やすことができる。このこと
は、たとえば、キャリアビークルをロケットとして考え
た場合、多段式ロケットが単段式ロケットよりもペイロ
ード能力が向上する原理から明らかである。
【0015】すなわち、第1段キャリアビークル1と第
2段キャリアビークル2とからなる2段式キャリアビー
クルとしておけば、燃料切れになった第1段キャリアビ
ークル1を切り離すことで、第2段キャリアビークル2
に対する負荷を減らすことができるので、その分の有効
搭載量を増やすことができる。
【0016】因に、GSO3トン級H−IIAロケットに
よる火星サンプルリターンミッションにおいて、火星軌
道計算より求めた1段式キャリアビークルと2段式キャ
リアビークルの場合の火星着陸重量(サンプルリターン
ビークル重量)の比較では、2段式の場合の方がミッシ
ョン重量を3〜5%アップさせることができるという結
果が得られている。
【0017】次に、図3は本発明の他の実施の形態を示
すもので、図1(イ)(ロ)に示した惑星探査機と同様
な構成において、図1(イ)(ロ)の実施の形態でサン
プルリターンビークル3を、推進装置14を備えたサン
プリング装置13と、推進装置10を備えたランディン
グ装置11とを有する構成としてあることに代えて、上
記サンプリング装置13よりも小型のサンプリング装置
13´及びその推進装置14´と、推進装置15を備え
て該サンプリング装置13´に切り離し可能に連結した
サンプリング装置打上機16と、推進装置10を備えた
ランディング装置11とを有してなる構成として、ラン
ディング装置11を除いて2段打ち上げ式としたもので
ある。その他の構成は図1(イ)(ロ)に示したものと
同じであり、同一部分には同一符号が付してある。
【0018】図3の実施の形態の場合、図2(イ)
(ロ)に示したと同様にサンプルリターンビークル3を
火星にランディングさせ、必要なサンプリングを行わせ
て採取物質をキャニスタ12に収納させた後、キャニス
タ12を第2段キャリアビークル2のリエントリーカプ
セル7に移し渡すようにするときには、図4(イ)に示
す如く、サンプルリターンビークル3のサンプリング装
置13´を、サンプリング装置打上機16の打ち上げ自
体によって円軌道上に打ち上げるようにするが、この
際、図4(ロ)に示す如く、円軌道に達する前に、サン
プリング装置13´からサンプリング装置打上機16を
切り離すようにして、サンプリング装置13´を円軌道
上で第2段キャリアビークル2にドッキングさせ、この
とき、キャニスタ12をリエントリーカプセル7に移し
渡すようにし、しかる後、図4(ハ)に示す如く、サン
プリング装置13´を第2段キャリアビークル2から切
り離すようにさせるものである。
【0019】このように、サンプルリターンビークル3
を、サンプリング装置13´とサンプリング装置打上機
16との2段打ち上げ式とすると、2段打上部となるサ
ンプリング装置13´の重量を、図1に示すサンプリン
グ装置13の場合よりも軽量化できるので、その分、キ
ャニスタ12を大型化できて、回収サンプル量を増やす
ことができる。
【0020】なお、上記実施の形態では、第2段キャリ
アビークル2の前部にサンプルリターンビークル3を装
備させた構成とした場合を示したが、サンプルリターン
ビークル3に代えて、リモートセンシングビークルを装
備させ、円軌道上での探査を行わせるようにしてもよ
く、この場合も、1段式キャリアビークルの場合よりも
ペイロード能力を向上させることができるようになるこ
と、又、火星以外の惑星や小惑星等の探査に用いるよう
にしてもよいこと、すなわち、本明細書中でいうところ
の惑星とは、いわゆる一般的な惑星のみならず、衛星、
彗星、恒星等のすべての天体を含む概念であること、そ
の他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更
を加え得ることは勿論である。
【0021】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の惑星探査機に
よれば、キャリアビークルを、第1段キャリアビークル
と第2段キャリアビークルとからなる2段式として、第
1段キャリアビークルの前部を第2段キャリアビークル
の後部に切り離し可能に連結し、且つ該第2段キャリア
ビークルに、サンプルリターンビークルを装備させた構
成としてあるので、第1段キャリアビークルを切り離す
ことによって無駄なビークル加速エネルギーを省くこと
ができ、その結果、惑星にランディングさせるミッショ
ン重量を増やすことができ、又、サンプルリターンビー
クルを2段打ち上げ式とすれば、2段打上部の重量を軽
くできるので回収サンプルの量を増やすことができて有
利となり、更に、サンプルリターンビークルに代えて、
リモートセンシングビークルを第2段キャリアビークル
に装備させた構成としても、1段式キャリアビークルの
場合に比してペイロード能力を増大させることができ
る、という優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の惑星探査機の実施の一形態を示すもの
で、(イ)は概略側面図、(ロ)は概略斜視図である。
【図2】本発明の惑星探査機の使用状態を示すもので、
(イ)(ロ)(ハ)(ニ)(ホ)はそれぞれ異なる作動
プロセス状態を示す概念図である。
【図3】本発明の実施の他の形態を示す概略側面図であ
る。
【図4】図3に示す惑星探査機のサンプル回収時の使用
状態を示すもので、(イ)(ロ)(ハ)はそれぞれ異な
る作動プロセスを示す概念図である。
【符号の説明】
1 第1段キャリアビークル 2 第2段キャリアビークル 3 サンプルリターンビークル
フロントページの続き (72)発明者 今井 良二 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社機械・プラント開 発センター内 (72)発明者 太田 豊彦 東京都千代田区大手町二丁目2番1号 石 川島播磨重工業株式会社本社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 キャリアビークルを、第1段キャリアビ
    ークルと第2段キャリアビークルとからなる2段式とし
    て、第1段キャリアビークルの前部を第2段キャリアビ
    ークルの後部に切り離し可能に連結し、且つ該第2段キ
    ャリアビークルに、サンプルリターンビークルを装備さ
    せた構成を有することを特徴とする惑星探査機。
  2. 【請求項2】 サンプルリターンビークルに代えて、リ
    モートセンシングビークルを第2段キャリアビークルに
    装備させた請求項1記載の惑星探査機。
JP2000173997A 1999-06-10 2000-06-09 惑星探査機 Pending JP2001055200A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000173997A JP2001055200A (ja) 1999-06-10 2000-06-09 惑星探査機

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16394899 1999-06-10
JP11-163948 1999-06-10
JP2000173997A JP2001055200A (ja) 1999-06-10 2000-06-09 惑星探査機

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Publication Number Publication Date
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JP2000173997A Pending JP2001055200A (ja) 1999-06-10 2000-06-09 惑星探査機

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012526694A (ja) * 2009-05-12 2012-11-01 アストリウム.ソシエテ.パ.アクシオンス.シンプリフィエ スペースキャリアビークルを形成するスペースマザープローブ及び複数のスペースドータープローブからなるシステム
CN103264378A (zh) * 2013-04-23 2013-08-28 上海卫星工程研究所 一种可扩展行星进入器实验用停放装置
CN109187072A (zh) * 2018-09-26 2019-01-11 哈尔滨工业大学 一种冲击贯入式星壤剖面柔性探尺
CN110132634A (zh) * 2019-06-11 2019-08-16 中国科学院沈阳自动化研究所 一种面向星球采样的动能侵彻穿透采样器

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CN109187072B (zh) * 2018-09-26 2020-04-24 哈尔滨工业大学 一种冲击贯入式星壤剖面柔性探尺
CN110132634A (zh) * 2019-06-11 2019-08-16 中国科学院沈阳自动化研究所 一种面向星球采样的动能侵彻穿透采样器
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