打上げたアルテミスから離れて小さな小惑星を追いかけるNASAソーラーセイルミッション

打ち上げたアルテミス1の後に小さな小惑星を追いかけるNASAソーラーセイルミッション
2022年1月20日
左上:NEAスカウトキューブサット、左下:アルミニウムコーティングされたソーラーセイル、右:NEAスカウトを小惑星に推進する帆のイラスト
NEAスカウトは、小さな靴箱サイズのCubeSat(左上)とラケットボールコート(左下)ほどの大きさの薄いアルミニウムコーティングされたソーラーセイルで構成されています。CubeSatがアルテミス1世に乗って打ち上げた後、帆は日光を使ってCubeSatを小さな小惑星に推進します(図に示すように、右)。
クレジット: NASA
NEAスカウトは、バスよりも小さいと推定される(18m未満）小惑星を訪れる 。
アルテミスI無人試験飛行で打ち上げ、NASAの靴箱サイズの地球近傍小惑星スカウトは、キューブサットが訪れる史上最小の小惑星になるものを追いかけます。太陽の帆を広げ、太陽放射を推進のために利用することでそこに着き、この機関の最初の深宇宙ミッションになります。
目標は、地球近傍小惑星(NEA)の2020 GEで、サイズは18メートル未満です。100メートル未満の小惑星は、これまで一度も間近で探査されたことがありません。キューブサットは科学カメラを使用して、2020GEを取り巻く可能性のあるほこりや破片を探しながら、物体の大きさ、形状、回転、表面特性を測定します。
カメラの解像度はピクセルあたり10センチメートル未満であるため、ミッションの科学チームは、2020GEが巨石のように固体であるかどうか、または小惑星ベンヌのような大きな小惑星のいとこのように一緒に集まった小さな岩とほこりで構成されているかどうかを判断することができます。
「地球ベースの天文台によるNEAの発見のおかげで、NEAスカウトの標的は、すべて5〜30メートルの範囲内で特定されました」と、南カリフォルニアにあるNASAジェット推進研究所のミッションの主任科学研究者ジュリー・カスティージョ・ロゲスは述べています。「2020GEは、現在ほとんど知らない小惑星のクラスを表しています。
2020年3月12日、アリゾナ大学カタリナ・スカイ・サーベイは、NASAの惑星防衛調整事務所の地球近傍物体の探索の一環として初めて観測されました。
NASAの高度探査システム部門の下で開発されたマーシャル宇宙飛行センター(アラバマ州ハンツビル)とJPLは、小規模なNEAに対する機関の理解を深める科学技術実証ミッションです。6ユニットのCubeSatフォームファクタを使用して、フロリダ州のNASAケネディ宇宙センターで2022年3月まで打ち上げられる強力な宇宙打ち上げシステム(SLS)ロケットに搭載された10個の二次ペイロードの1つに乗ります。NEAスカウトは、ロケットとオリオン宇宙船を接続するアダプタリングに取り付けられたディスペンサーから放出されます。
このミッションは、小惑星資源を利用する可能性のある将来の人間とロボットのミッションのための軽快なスカウトとして機能し、NEAのこのクラスに関する重要な惑星防衛洞察を得るでしょう。


完全にインタラクティブな、小惑星の目は、太陽の周りの小惑星や彗星の軌道を視覚化するのに役立つ科学データを使用しています。クレジット: NASA/JPL-カルテック
「大きな小惑星は惑星防衛の観点から最も懸念されていますが、2020GEのような物体ははるかに一般的であり、そのサイズが小さいにもかかわらず、私たちの惑星に危険をもたらす可能性があります」と、カスティージョ・ロゲスは言いました。チェリャビンスク隕石は直径約20メートルの小惑星によって引き起こされました - それは2月15日にロシアの都市上空で爆発し、街中の窓を壊し、1,600人以上が負傷した衝撃波を作り出しました。これは、2020GE と同じクラスの NEA でした。

低質量、高性能
小惑星2020GEについてもっと学ぶことは、NEAスカウトの仕事の一部に過ぎません。また、深宇宙の出会いのためのソーラーセイル技術を実証します。打ち上げ後にディスペンサーから解放されると、宇宙船はステンレス鋼合金ブームを使用して、小さなパッケージからラケットボールコートの大きさ(925平方フィート(86平方メートル)の大きさの帆に拡大するソーラーセイルを展開します。
人間の髪よりも薄いプラスチックコーティングされたアルミニウムで作られたこの軽量のミラー状の帆は太陽光子を反射することによって推力を発生させる- 太陽から放射する光の量子粒子。帆はNEAのスカウトの推進力のほとんどを提供するが、限られた推進剤供給を有する小さい冷たいガスのスラスターはまた操縦およびオリエンテーションを助ける。
「このプロジェクトの起源は、深宇宙ミッションを行い、低コストで有用な科学を生み出すために、本当に小さな宇宙船を使うことができるのかという疑問でした」と、マーシャルのミッションの主任技術研究者レ・ジョンソンは言いました。「これは大きなチャレンジです。小惑星の特性評価ミッションでは、CubeSatには大規模な推進システムと必要な燃料のための十分なスペースがありません。
太陽光は一定の力として機能するので、大きな太陽帆を備えた小さな宇宙船は、最終的には毎秒何マイルも移動することができます。ジョンソンによると、ソーラーセイルは低質量および低体積宇宙船の高性能推進システムです。NEA Scoutは、ボートが風を使って航行するのと同様に、帆を傾けて太陽の角度を変え、推力の量と移動方向を変えることによって操縦します。
2023年9月、小惑星2020GEは地球と接近し、月からの重力アシストで、NEAスカウトは追いつくのに十分な速度を集めたでしょう。ミッションナビゲーターは、キューブサットが小惑星から2km以内に近づく前に、NEAスカウトの軌道を微調整します。
「NEAスカウトは、おそらく小惑星の最も遅いフライバイを達成するだろう - 毎秒30メートル未満の相対速度で」と、カスティージョ・ロジェズが言いました。「これは私たちに貴重な科学を収集し、このクラスの小惑星が間近で見えるかを見るために数時間を与えるでしょう。
NEAスカウトは、将来のソーラーセイルの舞台を設定します:NASAの高度な複合ソーラーセイルシステムは、2022年の打ち上げに続いてCubeSatからソーラーセイルを配備する新しい軽量ブームを実証します。その後、約1,700平方メートルのソーラーセイル技術デモンストレーションであるソーラークルーザーは、2025年に太陽光を使用して太陽に向かって移動し、将来のミッションを有効にして宇宙天気をよりよく監視します。
NEAスカウトミッションの詳細については、以下をご覧ください。

https://www.nasa.gov/content/nea-scout

最終更新日: 2022年1月21日
タグ:アルテミス 小惑星 CubeSats ジェット推進研究所 小型衛星ミッション 宇宙打ち上げシステム 宇宙技術