探査機の影

近頃，次のような はやぶさ２ が小惑星リュウグウへ降下する画像をよくtwitterのTLなどで目にする．

 

 

そして，TLでは「すごい，影がくっきり」のようなツイートも．

 

そういえば，この画像もそうだ．

 

 

さらには，初代はやぶさのときも．

初代はやぶさの降下画像 [画像出典]

この理由は，降下は太陽を背にして行うからである．

それはなぜか，探査機を見ればわかる．

JAXA 小惑星探査機 はやぶさ２ [画像出典]

はやぶさの太陽電池パネルは固定で，探査機上面を向いている．

電源ONの機器も多く，電力消費量も大きい（と思われる）降下ミッション中の電力を確保し，なおかつ着陸場所が航法カメラでよく見えるように，太陽を背にして降下するらしい．

 

なので，降下画像はたいてい自身の影が写っているはず．

微小重力

はやぶさ２といえば，世界初の微小重力天体での移動物体となったMINERVA-II (MIcro Nano Experimental Robot Vehicle for Asteroid [the Second Generation]) が有名になった．

小型探査ローバMINERVA-II [画像出典]

リュウグウの重力は地球の数万分の１だとか．

そこまで小さな重力だと，常識が通用しない．

 

普通，ローバーと聞くと車輪で動くものを思い浮かべる（NASA JPLの火星探査機とかね．）が，よく考えると車輪とは地面との摩擦で力を伝達する．

そして摩擦力の大きさは垂直抗力に比例する．

微小重力下だと，この摩擦力がでなくて，そもそも空転してしまうらしい．

 

さらに，小さな段差などにぶつかると，乗り越えられないだけでなく，バウンドして，最悪の場合脱出速度を越えて飛び上がってしまうそう．

 

そこでMINERVAでは，内部でモーターを回し，その逆トルクで地表を押してホップする形で浮き上がり，移動する．

他にも，バネや，アームで地面を蹴り出すなどの案も検討されたらしい．

 

とはいえ，ホップして脱出速度を越えてしまっては，一生地表には戻ってこれない，というリスクもあるが．

 

 

微小重力といえば，降下中の目印として使うターゲットマーカーも面白い．

ターゲットマーカー [画像出典]

着陸前にこれを落とすのだが，そこは微小重力．バウンドして脱出速度を越えたらおしまい．

超低反発係数が求められる．聞いたところによると，0.1以下とか．

 

開発談として，小豆の入ったお手玉を参考にしたそう．

運動エネルギをもれなく熱エネルギに散逸させるために，そうとう工夫されたという話を聞いた．

 

 

そういえば，年明けに落下棟実験があるな．

数秒だけれど無重力状態をつくりだせる落下棟を使えるので，なにか面白いものを落としてみたい．

自己位置推定

地球から遥か離れたとこを航行するための自己位置推定はかかせない．

詳しいことは今調べているところだが，どうやら探査機自体とリュウグウの位置を同時推定し，徐々に目標と自分の位置誤差を収束させながら近づいていったらしい．