柔軟エアロシェルと柔軟翼航空機を利用した火星突入＆表面探査計画の検討

パラフォイル検討チームコアメンバー　安部隆士、山田和彦（ JAXA) 、平木考儒（九工大）、東野伸一郎（九大）

＜これまでのまとめ＞

システムの成立性を検討→実現にむけたパラフォイル型探査機に関する鍵技術の抽出

１）パラフォイル機の揚抗比の向上→ 密閉型パラフォイルを提案

２）展開型プロペラ推進器の開発→ Ｎ型の折りたたみプロペラが候補

３） GPS なしでの位置同定→ 慣性航法と画像による位置速度情報を組み合わせた手法が有力

１）密閉型パラフォイルについて（ＪＡＸＡ，九工大担当）（ H22 年度研究費 500 千円） ＜今後の計画＞

翼幅 2m 程度の密閉型パラフォイルの試作を開始　→曳航試験で揚抗比を測定予定（ＪＡＸＡ担当）小型の密閉型パラフォイルを試作．　→小型気球実験展開挙動を把握する予定（九工大担当）

２）展開型プロペラ推進器について（九工大担当）（ H22 年度研究費　 50 千円） Ｎ型折り畳みプロペラの試作を開始　→まずは，展開試験を実施する予定　→その結果踏まえて，改良したもので，真空槽や風洞での推力測定を行う．

３）慣性航法と画像よる位置速度情報による位置同定手法（九大担当） （ H22 年度研究費 520 千円） シミュレーションにより，ＧＰＳが使えない環境では本手法が有力であることを確認　→地上システムで画像マッチングによる位置速度の同定方法の構築（ＵＡＶで取得した画像などを利用）　→搭載システムに実装し，ＵＡＶ等による飛翔実証試験を行う．

曳航試験のイメージ

N 型折り畳みプロペラ

火星探査用パラフォイルに関する試験内容（九工大）

展開

展開実験

実験高度 50 m

展開時間 1~3 s

パラフォイル

展開時動圧

50 Pa（火星展開時と同等）

試験機重量 2 kg

プロペラ直径

1[m]

最大翼弦長 0.26[m]

回転数 4000[rpm]

バルーン

パラフォイル展開

試験機投下

展開式プロペラ プロペラ試作

1/4サイズプロペラ直径 0.25[m]

最大翼弦長 0.065[m]

材料アルミ，ケミカルウッド展開機能の確認

製作

密閉型パラフォイル

位置同定システムの開発経緯（九大）火星探査用のパラフォイルの姿勢制御について

PPG 機の姿勢制御については，安定性が高く大きな問題ではない．　←九大の UA Ｖによる飛翔実証済（地球上ではあるが）

＜技術的課題＞GPS を使えない環境での位置同定システムの構築．

＊母船や地表にある発信源から電波航法→可視領域が短く不適＊慣性航法をベース案として検討を行う．　→ PPG 機の飛行シミュレーションにより位置同定の精度を検討　　　加速度情報のみで位置推定は困難．　　　速度情報や粗い位置情報があれば，位置同定精度が劇的に向上

画像マッチングにより速度や位置情報を取得できないか？

＊ NASA の火星表面画像＊ Google Mars＊ UAV で取得した画像＊ Google Earth　などを利用し，地上システムでマッチング手法の開発を進める．搭載可能なリソースで実現できるかも含めて検討中．また， UAVでの飛翔実証にむけて搭載機器の開発も開始．

位置同定シミュレーション加速度情報のみ

＋速度情報

＋粗い位置情報

推定正解

ノイズを含んだ Google mars の画像の一部を，元の画像から位置を特定

UAV で取得した画像の位置を Google Earth 画像から特定