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NEC、JAXAの深宇宙探査技術実証機「DESTINY+」プロジェクトにシステム担当として参画

~はやぶさ2等の科学探査機・衛星分野で培った資産を活用~

2021年1月28日
日本電気株式会社

NECは、国立研究開発法人 宇宙航空研究開発機構(以下、JAXA)が2024年度にイプシロンSロケットで打ち上げを予定している深宇宙探査技術実証機「DESTINY+」(以下、実証機:注1)のプロジェクトに、実証機のシステム担当として参画します。
このJAXAのプロジェクトでは、航行中に星間ダストや惑星間ダスト(固体微粒子)を捕集しその場での分析やふたご座流星群の母天体である小惑星(3200) Phaethonのフライバイ探査などを行うとともに、小型探査機による将来の低コストかつ高頻度で持続的な深宇宙探査を可能とするための技術実証を行います。

深宇宙探査技術実証機「DESTINY」のフライトイメージ(提供:JAXA)

NECはシステム担当として、実証機の全体システム、サブシステムの設計や製造、組み立て、試験を行います。また実証機に搭載する主要機器の開発や供給も行い、特に探査機システムに推力を与える電気推進「イオンエンジン」および電力を供給する薄膜軽量太陽電池パドルも担当します。

NECが担当する実証機のシステム設計において、小惑星探査機「はやぶさ2」で実績のあるイオンエンジン(注2)を搭載しますが、従来のスラスタ3基同時運転の仕様を4基同時運転に改良し推力の増強を図ります。このイオンエンジンによって、地球周回軌道をスパイラル状に上昇させ、月スイングバイを経て小惑星Phaethonへと向かう軌道に実証機を投入します。イオンエンジンが安定的に稼働するためには十分な電力が必要です。この実証機では新型の薄膜軽量太陽電池パドル(注3)を採用したシステム設計を行います。
また、イオンエンジンの推力増強に伴う発熱量の増加や、太陽光を受けることによる加熱、さらに日陰にてマイナス270℃とも言われる宇宙空間への輻射伝熱による冷却などによる激しい温度変化が、実証機のシステムに影響しないように先端的な熱制御系のシステム設計を行います(注4)。
また、NECがこれまで開発した「はやぶさ」「はやぶさ2」で活用した惑星探査システムを安全で確実な運用を可能とする自動、自律システムをベースとしたシステム開発を行い、確実なミッション達成を目指します。

NECは、1990年1月に打ち上げた工学実験衛星「ひてん」(注5)の開発に携わり、軌道制御技術、高効率データ伝送技術の習得や月スイングバイ実験などで実績を積んだのち、近年の月周回衛星「かぐや」や金星探査機「あかつき」、小惑星探査機「はやぶさ2」、水星磁気圏探査機「みお」などに至る様々な月・惑星探査プログラムを通じて、科学探査のための探査機・衛星システムの設計製造および運用のノウハウを資産として蓄積しています。この資産を最大限活用して、実証機が果たすべきミッションを完遂できるよう取り組み、日本の深宇宙探査の継続・発展および宇宙の利活用促進に貢献します。

以上

  • (注1)
    深宇宙探査技術実証機DESTINY+(デスティニー・プラス)
    DESTINY+はDemonstration and Experiment of Space Technology for INterplanetary voYage with Phaethon fLyby and dUst Science の略称。実証機の質量は燃料を含め480kg。太陽電池パドルを拡げた全長は9.2m、実証機構体サイズは1.3m × 1.08m × 1.33m。太陽電池のパネルは片側10枚の計20枚により電力2.6KW以上を発生させる。
  • (注2)
    イオンエンジン
    DESTINY+は宇宙科学研究所が開発したμ10イオンエンジンを4台搭載し、4台同時運転により質量480 kgの実証機に40 mNの推力を与え、重力天体からの脱出や投入を含む自在な宇宙航行が可能。「はやぶさ」「はやぶさ2」に搭載したμ10イオンエンジンもNECがシステム設計を行った。
    参考画像:はやぶさ2搭載のイオンエンジン(提供:JAXA)
  • (注3)
    薄膜軽量太陽電池パドル
    DESTINY+はJAXAが開発した新型の薄膜軽量太陽電池パドルを初めて本格的に採用し、μ10イオンエンジンのスラスタ4台同時運転を可能とする。薄膜で柔軟な太陽電池セルを、同じく柔軟な炭素繊維強化プラスチック(CFRP)のシートに貼り付け、それを軽量なフレームで支える構造。この出力密度(W/kg)は従来の2倍以上、世界最高レベルの性能を達成した。この開発にはNECも携わっている。
    参考:軽量太陽電池パドルの宇宙空間での展開実証の様子(実写)
    (革新的衛星技術実証1号機による実証、提供:JAXA)
  • (注4)
    先端的熱制御技術
    DESTINY+ではループヒートパイプと可逆展開ラジエータという2つの新しい熱制御機器を搭載する。ループヒートパイプは、高機能・高自由度の熱制御・熱輸送デバイスのひとつ。可逆展開ラジエータは、熱環境の変化に応じ放熱、保温、太陽光吸熱といった機能を自律的に変化させる機器である。
  • (注5)
    工学実験衛星「ひてん」
    月探査技術の実証のために宇宙科学研究所が開発した工学実験衛星。地球大気によるエアロブレーキ実験や月スイングバイや月周回軌道への衛星投入、地球・月空間の宇宙塵の計測など、月探査に関わる様々なミッションを成功させた。NECは衛星システムの取りまとめ等を担当した。

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宇宙ソリューション
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