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サポーターからの質問にお答え(?)します!

もう2月も半ば。そろそろJSETEC2012用次世代クライマー開発に向けて本格始動です。
このブログに返事をいただいたサポーター(勝手に呼ばさせていただきます)からのご質問にお答えします。

<Tさんのご質問>
 「(宇宙エレベーターにおいて)高層大気では風向きはかなり変化しますよね?(クライマー開発において)風速や風向などを観測する機械を輸送する装置としては目指していないんでしょうか?目指す600mはエクマン境界層ですが、昇降機上昇時に風が影響することはあるんでしょうか?昇降機の形状も影響しないかな」
 
<お答え>
 「もちろん風など大気の影響を受けます。今はまだ基礎部分の開発段階で、今後様々な条件や目的を折り込んでいかなければならないと考えています。」

 私たちのチームは競技会参加を通して宇宙エレベーター(以下SE)の昇降機”クライマー”部分の開発を担うべく活動をしていますがSE全体の系としての要素、条件を考慮しなければなりません。
競技会はまだ高度1km程度ですが本当のSEは静止軌道を超え全長約5~10万kmにも及ぶ巨大構造物となると言われています。ではSEはどんな外的影響を受けるのでしょうか。

地上から宇宙までその高度によってその要素は変化します。以下ざっくりとですが、
地表~数十km(大気圏)   :地震や気象(雷、台風(風)、雨)
300~500km(低地球軌道):原子状酸素帯
2,000~5,000km      :放射線帯(VAB内帯)
10,000~20,000km    :放射線帯(VAB外帯)
などなど。
これらが及ぼす影響はSE実現にあたりクリアしなければならない問題点として研究開発が進められています。ご質問の”風”の影響について少し考えてみましょう。

 当然クライマー構造にも空力対策を求められます。実際のSEは新幹線くらいの速さでの運行を計画しているのですが私たちの”momonGa-3”は25km/h(7m/sec)程度です。原付バイクくらいでしょうか。現在の開発状況においてクライマーが風から直接受ける影響はまだ小さいです。しかしテザー(昇降用軌道レール)そのものやその振動から受けるクライマー挙動には大きな影響があります。
下の動画をごらんください。


 ごらんの様にスゴイことになっています(笑)。スタート直後はクライマーが地面に叩きつけられたこともありました。実際のSEでは風ばかりでなく潮汐力など重力の影響を受けテザーは常に振動しています。それを昇るクライマーもモロに影響を受けるので振動に対する安定動作、剛性や姿勢制御を求められ、現在チームではこれを開発中の段階です。
ただ、この非常に大きな振動に対してクライマーだけで対処することは出来ないのでSE全体系として地上基地を海上移動型にして抑制させるなどテザー振動減衰案が考えられています。

参照「メガフロート構想

 これら基礎部分(SE系、クライマー)の確立があってご質問にあるような観測機器が搭載できる設備になり得るかと思います。
実際に災害時通信や観測の為に進められているプロジェクトがあります。

参照「成層圏プラットフォーム

 現在の観測方法に風船を飛ばして測定するものがありますが、これにSE技術を転用するとクライマーを任意の高度で停止させれば定点観測ができるんです。
 実は私たちのチームではここにも使えないかなあ、とクライマーに様々な機器を搭載できる様にしてリモートセンシングによる内部、外部データの収集などの開発も進めています。

小規模で全部やるのは難しいので要求仕様の一部にフォーカスして活動しているのがチーム奥澤です。(もちろん他分野もヤル気満々です)

ぜひ皆様のサポート、ご意見、そしてご参加よろしくお願いします!
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