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2014年01月 のアーカイブ

2014年1月31日 18時01分26秒 (Fri)

第57回宇宙科学技術連合講演会 セッション紹介「準天頂衛星システム(4)」

2013年10月10日 16:00〜17:40
このセッションでは5件の発表がありました。

(1)国土地理院では、全国約1300箇所に設置された電子基準点と呼ばれる測位衛星の観測施設の各種GNSS対応に向けた更新(2013年5月10日データ提供開始)や、国土交通省のプロジェクトとして、準天頂衛星を含む複数の衛星測位システムを統合的に利用する技術等の開発を実施し、公共測量に適用するための標準化に取り組んでいます。統合的に利用する際の障害となる様々なバイアスの存在を確認し、それらを補正する手法の検討を行いました。

(2)東京海洋大学から、マルチGNSS(GPS、GLONASS、Galileo、Beidou、QZSS)複合測位における測位精度向上手法の検討とその評価を行いました。その結果、GPS/GLONASS、GPS/BeiDou、GPS/Galileoの複合による単独測位においても、システム間の時刻差バイアスが主な測位誤差要因であることを確認しました。時刻差バイアス推定手法は、GPS/BeiDou、GPS/Galileoの複合測位の精度改善にも有効でした。

(3)衛星測位利用推進センターは2010年9月に準天頂衛星の民間利用実証の推進体制として利用実証参加者を核とする民間利用実証調整会議を立ち上げ、現在も継続しています。ここでは2012年以降実施された代表事例を紹介し、今後の推進・活動内容を報告しました。今後は2013年3月19日に設立された準天頂衛星システムの運用等の事業を行う準天頂衛星システムサービス(株)と協力して準天頂衛星の利用促進・利用拡大に注力・推進していきます。

(4)東京海洋大学から、現在文部科学省の宇宙利用プロジェクトとして行われているGNSSの人材教育「宇宙インフラ利用人材プログラム」(G-SPACE)が紹介されました。東大が主管校で、慶応大と東京海洋大が参加しており、海洋大は衛星測位を担当し、RTKLIB(この前の準天頂衛星(3)セッションで紹介されたMADOCAを使うためのソフト)とソフトウェア受信機をベースにチュートリアルを行っています。マルチGNSSという側面からの教育や、東南アジアとの共同プロジェクトを進めることも目的で、それらについて紹介しました。

(5)防衛大学校等は、近いうちに全国で屋内・屋外シームレス測位を普及させ、さらには全世界に展開する測位・情報社会基盤プラットフォーム(高機能自動販売機)の研究について紹介しました。自動販売機は災害の際にバッテリで動作し、警報・広告表示機能をを持たせることができ、無償で飲み物の提供ができます。これにNFC
 (Near Field Communication)、IMES、WiFiによる測位・通信機能を持たせるプラットフォームを提案しました。これとスマートフォン内蔵のセンサを使うことによりシームレス測位を実現します。

2014年1月30日 20時13分07秒 (Thu)

第57回宇宙科学技術連合講演会 セッション紹介「宇宙太陽光発電(4)」

2013年10月10日 16:10〜17:40
このセッションでは4件の発表がありました。

(1)JAXA等では宇宙太陽光発電システム(SSPS)の大型構造物組立技術の研究では、100m級の技術の軌道上実証を途中段階の目標としています。これまでインフレータブル構造の研究を行っていましたが、展開後の部材の硬化に課題があり、STEM (
Storable Tubular Extendible Member) 構造の適用性を検討しています。SSPSは反射鏡部と発送電部が大型構造物で、それぞれ要求が異なるので両社に対して検討しています。ここでは構築手法の検討状況と試作試験について報告されました。

(2)SSPS実用機の一案として、一辺が2500mの発送電パネルをもつモデルが想定されており、発送電パネルは巨大な板状構造ですが、対応する構造として川崎重工等は展開トラス構造物を提案しました。これは展開装置により、軌道上で自動で組み立てられます。これまで2010年度は手動展開、2011年度は自動展開、2012年度は展開・結合実験を行ってきました。これらを踏まえ、実機による機能性能、組立方法の検討を進めています。

(3)JAXAが検討しているSSPSのうち、マイクロ波送電のAdvancedモデルでは、2枚の巨大な反射鏡と太陽電池パネル、送信アンテナから構成されています。反射鏡は重力傾斜と太陽輻射の釣り合いで太陽電池パネルと編隊飛行を行います。反射鏡は1GW級発電にはkm級の構造が必要ですが、静岡大学等では100mサイズでの軽量化の実現性について数値解析による検討をしました。許容される取り付け誤差のばらつきは0.003radであり、熱解析の結果、座屈破壊を起こす可能性があることがわかりました。

(4)流通経済大学から、SSPSの経済評価と環境評価について報告されました。SSPSの発電単位あたりの二酸化炭素排出量は化石燃料を使用する既存の発電システムより低いこと、「宇宙で発電した電力を地上に送り、利用する」ということではSSPSのタイプによらず2桁 (g-CO2/kWh) であることを確認しました。エネルギー評価も良好といえそうです。ただし、建設コストに高い壁があることが確認されました。

 

2014年1月29日 20時04分43秒 (Wed)

第57回宇宙科学技術連合講演会 セッション紹介「構造・材料(2)」

2013年10月10日 16:30〜17:50
このセッションでは4件の発表があったようですが、資料は5件分ありました。資料提出後講演が中止されたのかもしれませんが、全資料の内容を紹介します。

(1)航空機や宇宙産業では、軽量化や高強度化に伴い、異材間の接合の信頼性・耐久性が問題となっています。ケン・オートメーション等では測定対象物に外的な励起(光・超音波・渦電流・電流・熱弾性等)を与えて温度変化を発生させ、高性能赤外線カメラを使用して対象物内にある欠陥・き裂・接合状態・内部剥離・密度ばらつき等を非破壊検査する手法を紹介しました。使用するレンズを換えることで大きな視野からマクロ観察まで効率よく評価できました。

(2)JAXA等では、CFRP複合圧力容器(アルミニウム製ライナーを使用)に局所衝撃を与えたときの損傷の進展と破壊圧力低下のメカニズムを明らかにすることを目的にして研究を行っています。容器全体を考慮した解析モデルに基づいて衝撃試験・破裂試験を想定した条件での損傷進展解析を行い、妥当性を検証しました。解析結果は試験結果と定性的に一致しました。

(3)2014年打上げ予定の深宇宙通信実験機「しんえん2」は深宇宙通信技術と炭素繊維強化熱可塑性樹脂(CFRTP)を用いた軽量衛星開発技術の獲得を目的としています。CFRTPは複合材を溶着接合でき、ボルトやリベットの金属接合を劇的に減らせることによって軽量化・構造信頼性の向上が実現できます。九州工業大学等はこの衛星の熱構造モデルの研究開発について報告しました。

(4)三菱電機ではこれまで温度・歪センサである光ファイバセンサ(ポイント型のFBGセンサ)を衛星構造に適用する研究開発を行ってきました。このセンサを使って衛星の熱および機械特性を計測することにより、衛星のシステム熱・構造設計に対する品質向上や地上試験におけるコスト低減を実現することを目標に検討した結果を報告しました。FBGセンサは従来のセンサ(歪ゲージや熱電対)と同等の精度で計測可能でした。

(5)有限要素法は解析対象を要素に分割し、各要素において応力や変位を求めます。従来の解析ソフトを用いてき裂先端近傍の応力を求めるには、その付近の要素を多くしなければなりません。それでも限界があるので、大阪府立大学ではき裂先端に応力の特異性を表現できる特異要素(ハイブリッド有限要素法)を配置し、その部分の応力と応力拡大係数を求めました。そのとき、標準要素を用いた場合と比較しました。この方法は弾性き裂問題だけでなく、熱き裂問題にも適用できることがわかりました。

2014年1月29日 18時04分30秒 (Wed)

第57回宇宙科学技術連合講演会 セッション紹介「構造・材料(1)」

2013年10月10日 15:00〜16:20
このセッションでは4件の発表がありました。

(1)宇宙空間での建造、修理、改造のための接合技術の1つとして(
gas hollow tungsten arc) GHTA溶接法が提案されています。しかし、これを行うためには豊富な知識と経験が必要で、宇宙飛行士が行うのは困難です。これまでGHTA溶接の輝度特性が調査され、自動制御に利用できる可能性があることがわかっています。そこで香川高専では取得された輝度特性を利用してGHTA溶接の自動制御方法を考案し、実際に試みてみました。溶接速度の制御方法は比例制御が使用可能であることがわかりました。

(2)GHTA溶接のアーク作動ガスは通常アルゴンが用いられますが、コストなどに問題があります。そこで国際宇宙ステーションの搭乗員が排出する二酸化炭素を作動ガスに用いることが研究され、有効であることがわかっています。香川高専では、二酸化炭素を用いたGHTA溶接を観察し、放熱特性、入熱特性、溶融特性の特性間の関係を明らかにすることにしました。ここでは入熱特性として電流密度分布を調べました。その結果、二酸化炭素を使ったGHTA溶接は利用可能であることが明らかとなりました。

(3)はやぶさの後継機では、バックアップのサンプル回収法として粘着剤による岩石の採取を検討しています。しかし、目標とする小惑星に到着するまで数年以上かかるため、長期間に及ぶ真空環境での粘着性能の維持が必須となります。九州工業大学等では粘着剤の耐真空性を評価し、粘着性能を維持できるかの検証試験を行いました。今回評価した材料は高い耐真空性を持ち、今後検討する価値のある材料であることがわかりました。

(4)再使用型宇宙輸送システムでは機体の軽量化が必須であり、推進剤タンクにCFRPを用いることが検討されています。推進剤のうち液体酸素に可燃物が晒された状態で外的エネルギーが加わると着火や爆発を起こす危険があります。九州工業大学ではCFRPの強化材である炭素繊維に照準を絞り、液体酸素環境下での衝撃着火特性を調査し、着火に及ぼす影響因子の把握を試みました。PAN系とピッチ系炭素繊維の液体酸素適合試験、炭素繊維の黒鉛化度と着火反応性の関係について考察しました。

2014年1月28日 20時02分09秒 (Tue)

第57回宇宙科学技術連合講演会 セッション紹介「宇宙で生きる! 人類居住環境の多様化(2)」

2013年10月10日 15:40〜17:20
このセッションでは5件の発表がありました。

(1)JAXA等では、燃料電池技術の応用として二酸化炭素と水素を反応させ、二酸化炭素を還元・固定化する手法が検討されています。固体分子型燃料電池(PEFC)に対してカソードに二酸化炭素を、アノードに水素を供給しつつ、燃料電池反応を持続させようという試みであり、その際に二酸化炭素の還元が起こることを期待しました。ここでは生成物の分析を試みました。ガス分析の結果、アルコール類の生成が確認されました。

(2)ラン藻は惑星地球化を進める際に有効と考えられます。耐乾燥性ラン藻にはイシグラゲがあり、極限環境に強いと考えられています。三重大学等はイシクラゲを利用した作物栽培の可能性と、放射性物質吸着剤としての可能性を検証し、食材としても今後検討することにしました。イシクラゲは窒素肥料の役割を果たせ、放射性物質についてはラン藻量が多いほど吸着量は多いことがわかりました。

(3)陸棲ラン藻Nostoc sp. HK-01は高い乾燥耐性や光合成能、窒素固定能をもつため、過酷環境化や人工閉鎖系で応用できると考えられています。筑波大学等は、100℃・10時間の高温暴露の耐性に注目しました。ここでは藻体乾燥過程における細胞形態の変化を調べ、耐性との関係を考察しました。生育の過程で乾燥に対して細胞形態を変化させ、過酷な環境に対する耐性を増大させている可能性が示唆されました。

(4)筑波大学等は、樹木を宇宙環境で利用することを提案してきました。盆栽技術を導入して宇宙実験用の樹木株CosmoBonを作り出し、宇宙環境実験系を提案しています。これまでサクラ属樹木を提案していますが、生薬機能を備えた種の存在を紹介し、その結果から閉鎖生態系で生物を導入したときの重要な事柄について報告されました。

(5)国際宇宙ステーションに続く有人ミッションとして、深宇宙の有人探査が検討されています。この場合、ミッション期間が長くなるため環境制御・生命維持システムに必要な空気・水・食料などの補給量も多くなります。廃棄物の再利用もありますが、これらの物資をどのように現地調達するかについてJAXAが検討を行いました。水と推進系の燃料は現地調達することが重要です。また、小天体に立ち寄り現地調達できるとさらに低コスト・自在な深宇宙有人探査ができるようになります。

 


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宇宙技術汎用化トレーナー 岩田 敏彰
性別
男性
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A型

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