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JAXA、あかつき再投入を1年早める計画を検討中 53

ストーリー by hylom
次こそは 部門より

たまにはAnonymous Cowardで 曰く、

当初6年後と言われていた探査機「あかつき」の金星への再投入を1年早めるプランがJAXAで検討されているそうだ(毎日.jp)。

急減速に失敗し金星を通り過ぎてしまった探査機「あかつき」は現在太陽を金星よりも速いスピードで周っている。ただその後の調査で「配管の弁の異常による燃料供給の支障」が明らかになり、次回の再投入でも急減速による軌道投入は難しいと考えられる。そこであかつきの速度を徐々に減速していき、太陽を8周する5年後に金星に追いつかせるプランを検討しているということだ。

この議論は賞味期限が切れたので、アーカイブ化されています。 新たにコメントを付けることはできません。
  • by Anonymous Coward on 2011年01月05日 12時58分 (#1883639)

    朝日→あかつき「寄り道」
    ttp://www.asahi.com/science/update/0103/TKY201101030294.html
    寄り道というのは道中に地球近傍小惑星ならぬ金星近傍小惑星の
    観測を行って、6年間という退屈な長旅の合間に成果を稼ぐ
    搭載されている観測機器は大気観測用に紫外線カメラや赤外線カメラを
    積んでいるが、あかつきのLIRは太陽活動が少ない時期にはXRSより
    成果が挙げやすいとしてはやぶさ2にも搭載される予定のカメラ
    IR1とIR2ははやぶさのNIRSほど適切な分光観測はできないけど波長範囲は
    ほぼカバーしてるのでおおまかな元素分析は出来るはず。
    ただしあかつきには可視光カメラはないので地形を観察するには向かない

    毎日→あかつき「待ち伏せ」
    ttp://mainichi.jp/select/science/news/20110105k0000m040105000c.html
    上記タレコミの通り

    いくつかの救済プランが上がっているようなので現段階では
    どうなるかは不明です。

    気になるのはどっちにせよ軌道変更には必要なΔV(燃料)
    待ち伏せでは減速が必要ですが単純に減速すれば、今の軌道よりも
    内側に遷移するはず。どうやって金星にフライバイするのでしょうか
    小惑星探査にせよまともな観測を行うにはそれなりに接近せねばならず
    軌道変更が伴いますし、当然、金星軌道再投入時にも燃料を使います

    結局、何をするにせよ金星観測に必要な燃料から捻出しなければ
    ならないはず。となると再投入はともかくどちらも金星長期観測を
    捨てる判断をしないと出来ないと思います

    ひょっとするとJAXA/ISAS的には既に5~6年後の金星周回軌道再投入は
    厳しいと判断していて探査機が健在な内に観測機器を少しでも
    生かすべく、小惑星探査や金星のフライバイ観測を行って
    ささやかながらも成果を挙げて、当初の目的が揺らいでいる
    ミッションにけじめを付けるつもりに見えてしまいます

    • 待ち伏せでは減速が必要ですが単純に減速すれば、今の軌道よりも
      内側に遷移するはず。どうやって金星にフライバイするのでしょうか

      毎日新聞の記事では減速と書かれてますけど、実は増速なんじゃないでしょうか。

      現在のあかつきの軌道だと、5年で太陽の周りをほぼ9周します。8周ってことはそれより外側の軌道でないとおかしいので、たぶん近日点で何度かに分けて増速するんでしょう。

      で、金星の軌道にじょじょに近づきつつ5年後に8周したところでまた金星に接近するので(というか、そうなるように軌道操作するので)、そこでさらに増速して金星周回軌道に投入、という案なのだと思います。

      最初の軌道操作を次の近日点で行うとしたら3ヶ月後くらい? 異常のあったスラスタを使うのなら、そこでいきなり使ってみるのか、事前に短時間の噴射試験でもするのか。どうなんでしょうね。

      親コメント
      • あ、近日点じゃなくて遠日点かも。まあ、そもそも現在どういった軌道なのか詳細を知らないのでなんとも言えませんが。

        親コメント
      • by Anonymous Coward on 2011年01月05日 19時42分 (#1883885)

        あかつきには問題となった二液式500Nセラミックスラスタと共に、
        姿勢制御用1N一液式スラスタの他、高利得アンテナが付いている面と
        500Nセラミックススラスタが付いている面にそれぞれ4基の23N一液式
        スラスタが搭載されています。
        http://www.jaxa.jp/press/2010/12/20101227_sac_akatsuki_j.html [www.jaxa.jp]

        メインエンジンたるセラミックスラスタが使えなくなったり、
        酸化剤の供給が駄目になった場合は、どちらかの面の23Nスラスタ
        4基の長時間噴射で軌道投入を図ると思いますが、あかつきに想定外の
        長旅を強いたトラブルの原因は燃料タンクを加圧するヘリウムガスを
        供給する配管にある逆止弁が閉塞した可能性が高く、よりによって
        この部分の冗長性は無いとの事。現在も閉塞状態にある場合は
        燃料そのものが吹けないので23Nスラスタ4基に命運を託す事も
        出来ないでしょうし、閉塞状態でなくても500Nセラミックスラスタは
        破損して本来の性能は出せない可能性が高く、代替の23Nスラスタ4基の
        長時間噴射の途中で再び問題の逆止弁が閉塞する可能性も
        捨てきれません。
        もちろん5~6年の太陽周回軌道上での機体の劣化も気になります。

        そもそも23Nスラスタ4基の長時間噴射で金星周回軌道投入を試みた
        場合は燃料消費が本来のセラミックスラスタより更に大きくなるので、
        小惑星探査や短縮軌道を取った場合、道中の燃料消費如何によっては
        金星周回軌道投入を断念せざるを得ないと思います。むしろさっさと
        断念して小惑星探査及び短縮軌道に注力して金星フライバイ探査に
        切り替えた方が金星探査機が金星で全く成果を上げられないという
        最悪の事態だけは避けられるのではないかと考えています・・・

        冷静に考えるとあかつきが置かれた状況は探査機が健在であっても
        ミッションそのものが崩壊する瀬戸際であり、思っている以上に
        深刻です。

        親コメント
        • 500Nセラミックスラスタは2液性で比推力(燃費)が大きい,高性能なスラスタですが,
          23Nスラスタは1液性で性能が劣ります。
          もし時間をかけて23Nスラスタを吹いて,正常に動作したとしても
          残念ながら燃料切れになります。

          500Nスラスタの性能が7割しかでなくても比推力は23Nスラスタより良いのではないでしょうか。

          もっとも大幅に減速量が少ない軌道が存在すれば23Nスラスタ*4でも可能かもしれません。
          • by Anonymous Coward
            のぞみの時みたく、軌道計算の神様がいたり、
            はやぶさの時みたく、町工場のおっちゃんがなんか予備回路入れてたりとかないの?
            • のぞみやはやぶさを死の淵から救った軌道の魔術師の異名を取る
              はやぶさプロマネの川口教授をJAXAは擁していますが、
              あかつきは圧倒的な航続距離を持つイオンエンジンも無く、
              問題となったHeガスの配管に冗長系はなく
              川口教授が得意としている惑星重力を使ったスイングバイを使おうにも、
              あかつきが航行する軌道付近にはスイングバイに相応しい惑星は無く、
              敢えて言うと5~6年後に接近予定の金星しかありません
              積載燃料も金星以外の惑星へ自力で行ける程の余力はありません

              今のあかつきはのぞみやはやぶさと比べて、打てる手段がほとんどありません
              おそらくさすがの軌道の魔術師も手も足も出ないと思います

              事実上、太陽周回軌道上で自分の出来る範囲の事をやる事しかありませんね

              • by Anonymous Coward on 2011年01月06日 6時03分 (#1884044)

                ↑何故かこうやってハードルが上がると成功する気がするのは、はやぶさ病かなぁ…

                親コメント
              • by Anonymous Coward on 2011年01月06日 9時01分 (#1884069)

                日本が月、惑星探査機(工学実証機)として打ち上げた機体は
                さきがけ、すいせい、ひてん、のぞみ、はやぶさ、かぐや、あかつき
                の7機種があります。

                さきがけとすいせいは、ハレー彗星探査には成功したものの、
                エクストラミッションとして行われた他の短周期彗星への探査には
                地球スイングバイの失敗で出来ず。

                のぞみはラッチングバルブのトラブルや電気系統のトラブルで、
                航海期間が延びたあげく火星探査は出来ず。

                はやぶさはRWの故障や化学推進剤の漏洩トラブルや通信途絶などで
                地球帰還が三年延びた。

                あかつきは金星周回軌道投入時に推進系にトラブルが発生
                金星周回軌道投入が5~6年延期された。

                ほぼ予定通り、ミッションをこなしたのはひてんとかぐやだけですね。
                スラド的にはかぐやは月周回軌道上の活躍より、NHKのかぐやHD動画
                独占利用騒動の方が話題になりましたね。

                あっ。地上も軌道上にも何の波乱もなかったのはひてんだけですね。

                親コメント
            • by Anonymous Coward

              はやぶさは、不測の事態に備えた設計だった。
              と言っても、コスト度外視で色々積んでいったわけではなく、
              トラブルがあっても柔軟性の高い運用が出来る設計思想。

              あかつきは、よく言えば野心的、率直に言えば博打。
              基本的な部分を簡略化してまで、観測機器やイカロスにコストを割いた。
              希望的観測で壊れない事を期待する設計。

              はやぶさと同列に語ってはいけない物だと思う。

              • by Anonymous Coward on 2011年01月06日 11時21分 (#1884137)
                イカロスにコストは割いてないですよ。

                もともとM-Vで打ち上げる予定でした。
                なので重量的にぎりぎりで開発されました。
                ところが,M-Vの廃止でH-2A にロケットが変更になり,
                重量に余裕ができたので,重しとしてイカロスが急遽開発されました。
                開発が間にあわなくてもとりあえず乗せろとか言われていたとか。

                じゃあ,あかつきの燃料を増やしたり冗長性を増す設計にすれば良かった,といえばそうなんですが,
                重量を増すとスラスタの出力が足りなくなりますから,スラスタの開発し直しになる可能性がありますし,
                機体の構造的にもすべて設計し直しになるでしょうから,時期的に間にあわなかったようです。

                はやぶさと同列に語ってはいけない,というのはその通りですね。
                でも野心的なのははやぶさであって,あかつきはできるだけ保守的に作られています。
                部品などもできるだけ特注を避けて汎用品で固めています。
                基本的な部分,つまり姿勢制御や通信部分は冗長性が確保されています。
                唯一設計上無理していそうなのが,周回軌道に投入するための9分間だけです。(ここだけ冗長性なし)

                でそこが失敗した,という当事者にとっては何ともいえない気持ちなんじゃないですかね。
                親コメント
      • by Anonymous Coward
        減速すると、太陽をめぐる軌道が小さくなり、公転周期は短くなります。つまり角速度は大きくなる。

        というふうに宇宙船の操縦は難しいです。アポロ11号のオルドリンは、そのあたりを楽々と直観的に処理できる「ランデブーの天才」として搭乗したとか。
    • 読売に依れば効率よく減速できる時期が今年4月に迫っているそうです
      http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20110105-OYT1T00488.htm [yomiuri.co.jp]

  • by Anonymous Coward on 2011年01月05日 10時31分 (#1883541)

    タレコミ人リンクがロシアのサイトなのはなぜに?

    #あと、タレこむ! [srad.jp]のページの

    ID, ハンドル, ニックネームなど、公開されます。IDとは別の名前でもOKだけど、その場合でもログインしているとあなたからのタレコミだとバレちゃうので注意しよう。完全に匿名でタレコみたければ空白で。

    #はちゃんと読みましょう>タレコミ人

  • by Anonymous Coward on 2011年01月05日 10時20分 (#1883533)
    軌道投入戦略を見直したら結果的に1年早まったと言ったほうが正確なような…。
  • by Anonymous Coward on 2011年01月05日 10時37分 (#1883544)

    今の宇宙開発は汎用機のような高信頼性高コストで運用されているが、
    今後は信頼性の低い機体を大量投入した方がマシなのではないだろうか?
    故障したらアウト、何年も待たされるのではリスクが高すぎる。

    • Re:今後は (スコア:1, 興味深い)

      by Anonymous Coward on 2011年01月05日 11時52分 (#1883585)
      仮に機体1台を作りミッションを遂行する場合の失敗の確率が0.5程度だったとしましょう。予算を下げて信頼性の低い機体を2台作りミッションを行う場合に、その両方が失敗する確率を当初の0.5以下に抑えるためには、おのおののミッションの失敗確率をsqrt(0.5)=0.7以下に抑える必要があります。つまりは失敗していい確率を40%程度まで増やすことが許されることになるのですが、これは機体の2つの部品を故障率が2割ほど高い安価な部品で入れ替えただけで上回ってしまう程度の差にすぎません。機体1台あたりの値段を劇的に下げるのは難しく、予算を増額しないかぎりは機体の大量投入は不可能でしょう。

      1台の場合の失敗の確率が0.01と低い場合であれば、sqrt(0.01)=0.1ですから別の算段が成り立つかもしれませんが、失敗率の高い宇宙開発関係の問題は一発勝負にかけるしかないように思えます。
      親コメント
      • by taka2 (14791) on 2011年01月05日 15時29分 (#1883756) ホームページ 日記

        > 両方が失敗する確率を当初の0.5以下に抑えるためには、おのおののミッションの失敗確率をsqrt(0.5)=0.7以下に抑える必要があります。

        これはいいのですが、ここで失敗確率0.5と0.7を比較するのに、その数値比40%(=(0.7-0.5)/0.5)を使って

        > つまりは失敗していい確率を40%程度まで増やすことが許される

        と言うのは間違いでしょう。

        たとえば、個々の成功率93.3%(失敗率6.7%)のシステムが10個直列で全体のシステムが成り立っている場合、全体の成功率は50%(0.93310≒0.5)になります。

        一方、個々のシステムが成功率88.5%(故障率11.5%)なら、全体の成功率が30%になります(0.88510≒0.3)。
        全体の成功率を50%から30%に下げる場合、個々ののシステム全てについて、6.7%→11.5%で故障率が1.7倍になってもいいことになります。

        あるいは、システムのうち9つを故障率6.7%におさえられるなら、残り一つのシステムは故障率45%にできます(0.9339×0.55≒0.5)。6.7%→45%でなんと故障率は6.7倍になってもOK。

        って、ここで「1.7倍」「6.7倍」って比較はあまり意味ないですね。故障率という「比率」に対して、さらに「比率同士の比率」を計算すること自体が無意味。
        問題は、故障率を11.5%から6.7%に下げるのにどれだけコスト増になるのかって話で。

        作り方次第で、多数投入が低コストになる場合もありえると思います。
        でも、数飛ばすよりは、そのコストで多重化した機体を1機飛ばした方が、全体としての成功率は上げやすいと思います。
        たとえば、はやぶさはイオンエンジンを4本積んでましたけど、3本で十分だからとイオンエンジン3本の低コストな観測機を作ってそれ2機飛ばしても、両方ダメになっただろうな、とか。
        あるいはリアクションホイールももう一個ぐらい積んでたら楽になっただろうな、とか。

        #同型の観測機を多数飛ばすといえば、パイオニア10号・11号やボイジャー1号・2号のタッグが思い出深いです…

        親コメント
      • by Anonymous Coward

        すいません、なんか強烈な勘違いをしてしまったようです。
        やっぱり40%の違いはでかいかも。。。
        今度はよく考えて書き込みます。

    • by Lurch (10536) on 2011年01月05日 12時24分 (#1883609)
      サーモンエッグ計画ですね
      リンクを張ろうと思ってgoogle様に聞いてみたが、「沈黙のフライバイ」ばかり出てくるな
      --

      ------------
      惑星ケイロンまであと何マイル?
      親コメント
    • by Anonymous Coward

      > 今後は信頼性の低い機体を大量投入した方がマシなのではないだろうか?

      打ち上げコストを忘れてませんか?
      新幹線でピューって行く感覚なくらいにコストが下がればそれもありでしょうけどね。
      # あえて「飛行機」と言わない :P

      • by JULY (38066) on 2011年01月05日 11時04分 (#1883555)

        > 今後は信頼性の低い機体を大量投入した方がマシなのではないだろうか?

        打ち上げコストを忘れてませんか?

        さらに、追尾する地上システムの運用コストを忘れてませんか?

        親コメント
      • Re:今後は (スコア:1, 興味深い)

        by Anonymous Coward on 2011年01月05日 12時37分 (#1883620)
        H2Bで相乗りさせれば4機一気に投入とか出来るんでしょう?
        親コメント
      • まあ、地球周回軌道のデブリに比べたら、微々たる量ですが
        太陽周回軌道のデブリを徒に増やすことにもなるかと思います。
    • by Anonymous Coward
      >今の宇宙開発は汎用機のような高信頼性高コストで運用されているが、

      それはしょうがない
      宇宙開発は技術的難易度が高くて失敗は付き物
      失敗しても修理は出来ないし失敗の原因が分からないことも多い
      だから商用衛星は実績のある技術を使ってシリーズ化してるわけだが観測機器から新規開発する単発の科学衛星はそうもいかない

      >今後は信頼性の低い機体を大量投入した方がマシなのではないだろうか?

      低コストでの打ち上げと大型衛星に適用する前の新技術の技術実証をするのもイプシロン・ロケットの役割
      取捨選択の上で冗長性のレベルを落とすことは出来ても意図的に信頼性を低めるような設計は出来ないでしょ
    • by Anonymous Coward

      こうやって5年間ズルズルと無駄な事業を継続する意味は?
      もう事業仕分けの対象にしてバッサリと予算カットすべきだろ。

      • 例えばカットして何に回せと言うのだい?
        これよりはマシな効果があると分かってる物に回すのでないと意味ないよ?
        明確な目標もなしにやたらバサバサ予算を切り刻んでも物事が良くなる見込みはない。

        #経済学的に、失業保険給付が効果0の公共事業に等しいというのが一つの基準。
        #需要予測を間違えて使われない邪魔な施設を作るのはマイナスの効果を持つ公共事業の例。
        #今回の研究開発の成果は利用価値があるわけで少なくともプラスの効果を持つ公共事業の例。
        #効果(利用価値)であって投入資金との差である収益でないことに注意。

        #研究開発のような公共事業も含め、良質な行政サービスの提供こそが公共部門の目的。
        #財政健全化それ自身は目標でなく継続性維持のための手段の一部でしかない。

        親コメント
        • by Anonymous Coward
          ええと、「経済効果」って経済学の用語ではないですよね?どこで経済学を学ばれたんですか?

          「乗数効果」の話であるなら、公共事業は、少なくとも土建屋なり重工屋なりに予算分は発注され、
          その分有効需要が増えますので、乗数は必ず1以上になります。
          定義からくるものなので例外は予算が横領されてるとかそんなのしかありません。
        • by Anonymous Coward

          準天頂衛星とか…。日本独自GPSが構築できたら中国が嫌いな酷使様も大満足でしょきっと。
          # 2000億とかすごいねえ。そんな金があるならあかつきやはやぶさに少しは回してほしいもんだが予算は切り刻まないほうがいいとおっしゃるなら(小)惑星探査はあきらめましょうや。

        • by Anonymous Coward

          iPS細胞、抗体医薬、核酸医薬に核医学的診断・治療とかの方がこれからの需要が見込まれ、且つ現段階で競争の激しい所だと思います。
          科学研究の中でも、金星(宇宙)探索よりはこれらに先鞭(特許)をつける一層の努力をするべきではないかと。

  • by Anonymous Coward on 2011年01月05日 10時55分 (#1883553)
    はやぶさの場合と違って、観測が主目的のあかつきは再投入まで待たないで、
    不具合の原因解明と対策が決まったらとっととあかつき2を打ち上げた方がいい、と誰かが言ってました。
    もう一機作るならば、各種治具が残っている今作った方が安いし、作る側もどういったやり方で作ったか記憶が鮮明なうちに作るべきだと。
    今の日本の宇宙開発の体制では無理なんでしょうが。
  • by Anonymous Coward on 2011年01月05日 11時11分 (#1883562)
    一発勝負が失敗に終わっての次善の策なわけですが、
    次回は確実に制御できる見通しが立っての計画なのでしょうか。

    それとも、うまくいくかどうかはわからないけれど・・・・・のレベルの、
    やっぱりイチかバチかの話なのでしょうか。
    • 100%成功することが前もって保証されるミッションなんてないのよ。

      --
      モデレータは基本役立たずなの気にしてないよ
      親コメント
      • by Anonymous Coward

        しかし日本では100%成功するプロジェクト以外は許されません。
        誰の目に見ても失敗したプロジェクトでも後付けで成功したことにされます(Σのことかー!)。

        • by Anonymous Coward

          > しかし日本では100%成功するプロジェクト以外は許されません。

          そこなんよ。問題は

        • by Anonymous Coward

          > しかし日本では100%成功するプロジェクト以外は許されません。

          「1位じゃなきゃ意味がない」とか自分でハードルを上げたプロジェクトのことですねわかります。

        • by Anonymous Coward

          同じ失敗を繰り返すのはどこの国でも許されないと思うが。
          だから一度失敗したら、少なくともその失敗要因の部分だけは100%クリアしてもらわんと困るよ。

          • by Anonymous Coward

            『役人が予算を与えなかったためテストが十分にできず失敗』は何度でも繰り返されます。

            • 戦略レベルの決定について決定を下した責任者、判断の根拠が明瞭でなく、満足に記録もされず、故に後で検証もできない仕組みだからね。
              このあたりは先の戦争でコテンパンに負かされた反省が全く生かされていないと言える。

              親コメント
            • by Anonymous Coward

              役人から予算を獲れなかったのはプレゼン能力が足りないからでしょ
              だから事業仕分けで片っ端から切り捨てられたりする
              自分の無能を他人のせいにしないで欲しいな

    • by Anonymous Coward on 2011年01月05日 11時57分 (#1883590)

      最初の挑戦のときと違う点は、今回は「どんな軌道でもいいから金星周回軌道に投入する」という点でしょうね。
      金星のスーパーローテーションの観測などのミッションの都合から一発勝負の軌道投入という野心的というかまぁ頑張ったけど失敗、このままでは近くを通りすぎただけで終ってしまうので、次善の策として観測ができればもうなんでもいいとハードルを低くして再挑戦するしかないでしょう。

      観測機器を載せすぎて足回りに余裕がなかった「のぞみ」のときもそうだったけど、野心的というか「せっかくの機会だから」って感じで無理をしすぎなんじゃないかなな。
      しかも、たまたま幸運も手伝って「はやぶさ」みたいに無理が成功しちゃったりする例もあるから...

      親コメント
      • by Anonymous Coward

        > 「せっかくの機会だから」って感じで無理をしすぎなんじゃないかなな。
        前のストーリーでもさんざん指摘されてました [srad.jp]けど、実験をする予算すらなくて実績がないスラスターをいきなり本番投入するとかの無理をさせざるをえないんです。

        • by Anonymous Coward

          >実験をする予算すらなくて実績がないスラスターをいきなり本番投入するとかの無理をさせざるをえないんです。

          スラスターの問題じゃないでしょ?
          何でも最初は運用実績がないのは当たり前で、その実証試験も目的だったんだし。
          それよりも、逆止弁1個のトラブルで失敗したわけで、無理をしたというなら冗長度の低い設計が原因だよ。

    • by Anonymous Coward
      「検討中」という報道ですね。まだ決めたわけではない、と。

      # そもそも「6年後」の方も「検討中」だったはず。
  • by Anonymous Coward on 2011年01月05日 22時10分 (#1883955)

    イカロスとのドッキング装置が....

    ないか。

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長期的な見通しやビジョンはあえて持たないようにしてる -- Linus Torvalds

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