2017年05月26日

◆ 超音速宇宙機の開発

 飛行機とロケットの中間となるような超音速機が開発中だ。人工衛星の打ち上げ用で、コストが大幅減。

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 記事の引用。
 《 DARPA、超音速宇宙機「XS-1」をボーイングと共同開発。打ち上げコスト削減、帰還後数時間で再打ち上げ可能 》
DARPAが、主に人工衛星の打ち上げを目的とした再利用可能宇宙機「XS-1」の開発を、ボーイングとともに進めると発表しました。

DARPAが低コストで繰り返し打ち上げられる実験宇宙機の開発プロジェクトを開始したのは2013年のこと。開発するのはマッハ10を超える速度で10日間以上飛ぶことができる無人宇宙機で、1回500万ドル以下という低コストで重さ1トンを超える人工衛星などを起動へと運ぶことを目的とします。

DARPAはXS-1について「従来の飛行機でも従来のロケットでもなく、むしろそれらを組み合わせたものだ」と説明。「コストを1/10に下げた、オンデマンドな打ち上げを可能にすることを目的として」開発しているとコメントしました。

( → Engadget 日本版





 ──

 これで思い出すのは、再使用可能な、垂直離着陸タイプのロケットだ。
 《 ファルコン9ロケット、打ち上げ後に洋上船への着陸に成功 》
 スペースX社のファルコン9ロケットの第一段が、打ち上げ後の洋上船への着陸に初めて成功した。
 今月8日、ついに待ちわびた時が訪れた。フロリダ州ケネディ宇宙センターからドラゴン補給船8号機を打ち上げたファルコン9の第一段が、打ち上げから約8分半後、大西洋沖の無人船上へ垂直に降り立つことに見事成功したのだ。洋上へのロケット帰還成功は、もちろん世界初の快挙である。
 ファルコン9が目指すゴールは、人を宇宙へ届けることだ。

 ファルコン9(Falcon 9)は、米・スペースX社によって開発された2段式ロケットで、人工衛星や、同社の国際宇宙ステーション(ISS)補給船「ドラゴン」の打ち上げに利用されている。
( → AstroArts 2016年4月13日





 ファルコン9は、高軌道に届くこともできるようだが、国際宇宙ステーション(ISS)補給船「ドラゴン」の打ち上げなど、低軌道にも利用されている。
 そして、低軌道ならば、本項で示した超音速宇宙機の方がコスト的に有利になりそうだ。



 【 関連サイト 】

 用語解説。Wikipedia から。
 低軌道 (ていきどう、英語: low orbit) は、人工衛星などの物体のとる衛星軌道のうち、中軌道よりも高度が低いもの。
 地球を回る低軌道を地球低軌道 (low Earth orbit、LEO) と言う。LEOは、地球表面からの高度2,000km以下を差し[1][2][3]、これに対し、中軌道(MEO)は2,000 kmから36,000 km未満、静止軌道(GEO)は36 000 km前後である。地球低軌道衛星は、約27400 km/h(約8 km/s)で飛行し、1回の周回に約1.5時間を要する(高度約350 kmの例)。

teikidou.png

( → 低軌道 - Wikipedia

 ちなみに、国際宇宙ステーション(ISS)は、高度 400km なので、かなり低い低軌道である。
  → ISSはなぜ今の高度を選んだのか?



 [ 付記 ]
 私の感想:
 (1) 再利用するロケット(ファルコン9)というのは、アイデアは良さそうだが、技術的には開発困難で、高技術の製品が高コストになりかねない……と思えていた。しかしその難点を克服したらしい。それでも基本的には、筋悪に思える。
 (2) 超音速宇宙機(有翼機)というのは、筋が良さそうに思える。だけどこれ、スペースシャトルの二番煎じではないか、とも思える。どう違うんだ? スペースシャトルは、超高速に耐える耐熱タイルの開発に難航して、高コストになった。それを克服できたのか? 疑問が残る。
 
 ちょっと捜したら、次の情報があった。
  → スペースプレーン - Wikipedia
posted by 管理人 at 19:04| Comment(2) | 科学トピック | 更新情報をチェックする
この記事へのコメント
>スペースシャトルは、超高速に耐える耐熱タイルの開発に難航して、高コストになった。それを克服できたのか?

たぶんXS-1は耐熱タイルを使用していないと思うよ〜
基本的思想としては従来から有るけど、地上〜低高度領域までは航空機(推力1に対してペイロードN以上)を
利用することによって、効率の悪いロケット(推力=ペイロード)推進を使用する範囲を縮小して打ち上げ効率を
上げる(コスト低減)を狙ったものと思えるなあ〜


ここで、XS-1は地球周回軌道には到達しないで弾道飛行を行うとある。つまり第1宇宙速度以下(速度表示が
超音速だもんね、秒速ではなく)ということ。
んでもって、宇宙機と有るので高度100キロ(カーマンライン)は超える仕様なんだろうね。

ということは、弾道飛行の頂点でおんぶしているロケットを切り離した後、大気圏に高度百数十キロから超音
速(上見てマッハ5〜7程度?)での再突入となるかな?
→この場合、スペースシャトルの再突入に対して発生する熱量は数パーセントと考えられれば耐熱タイルは必
須ではないよね〜
(断熱圧縮で発生する熱量について速度の2乗に比例かはどら猫わかんないけど)

注意:
 文中のペイロードは積載可能重量(荷物の重さ)ではなく機体そのものを含めた総重量を指すよ。
Posted by どら猫 at 2017年05月30日 09:04
着陸には、限られた燃料しか残っていません。
ですから、制御の許容幅は、極小です。

しかも、上空は地上では想像できない強風域も存在します。

そして、着陸地点の、海上も風があり、着陸船は揺れています。
円柱に横風を当てると、カルマン渦が発生します。
その気流は、不規則で予想が難しい力を発生します。

また着陸機体は、軽く、図体が大きいので、気流の影響は無視できません。
気流は、胴体の上部と下部では同じでなく、かかる力の予測は、非常に困難です。

誤差を認識し、制御量と方法をを決定する。時間が必要です。
そのために、制御にはシステム上、避けられない、時間遅れがあります。

予測困難な風の影響を、ほぼリアルタイムで、制御出来るか?
制御決定までの微小時間の移動変位量ははどうするか?

実は、最初はその諸問題を解決したと思っておもっていましたが・・・

[ If we cannot make it, fake it ]

着陸動画はCGを使った捏造との、英語の告発サイトはたくさんあります。

真偽は不明ですが、投資詐欺の可能性は、想定すべきです。




Posted by とおりすがり at 2017年08月26日 09:56
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