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火星探査機キュリオシティー:8月6日に火星に着陸
Curiosity’s seven minutes:Entry, Descent, & Landing

2011年11月26日に打ち上げられたNASA のマーズ・サイエンス・ラボラトリー「キュリオシティー」が、日本時間で8月6日午後2時31分に火星に着陸します。

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着陸予定地点は直径約150km のゲール・クレーターで、設定されている着陸楕円は長さ20km、幅7km です。

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キュリオシティーの火星大気突入・降下・着陸(EDL:Entry, Descent and Landing)は以下のように行われます。

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火星大気突入10分前に航行段が分離され、キュリオシティー内のEDL 装置が作動します。火星大気突入9分前、スラスターを噴射してキュリオシティーのスピンをとめ、大気突入姿勢に入ります。さらに、キュリオシティーの中心軸上に重心を設定するために用いていた2個のウェイトを分離します。これによって、キュリオシティーのカプセルは火星大気内で揚力を生むことが可能となります。

火星大気突入から着陸までの時間は7分間です。キュリオシティーの高度が火星中心から3522km になったところで、EDL モードが開始されます。このときのキュリオシティーの速度は秒速5900m。火星の大気は地球の100分の1程度の薄さですが、猛スピードで突入してくるキュリオシティーが大気を圧縮し、高温のプラズマが発生します。その温度は突入後75秒で2100度C に達します。その10秒後には最大加速度(10〜11G)となります。キュリオシティーはスラスターの噴射で姿勢を微調整しながら降下します。また速度を落とすためにS 字ターンも行います。もちろん、これらはキュリオシティーのコンピューターによって自動で行われます。

誘導降下マヌーバーが終わると、さらに別のウェイトが分離され、キュリオシティーの重心はふたたび中心軸に戻ります。その直度、直径16m のパラシュートが開きます。このとき、キュリオシティーは高度約11km、速度は秒速約400m です。その24秒後、キュリオシティーを高熱から保護していた前面ヒートシールドが分離されます。このとき、高度約8km、秒速125m です。前面ヒートシールド分離と同時にMDI(火星降下イメージャー)が着陸地点の高解像度映像を撮影しはじめます。撮影は着陸まで続けて行われます。また、レーダーが作動し、高度の計測を開始します。

前面ヒートシールド分離の85秒後、キュリオシティーと降下段はパラシュートと背面ヒートシールドを分離して、さらに降下を続行します。このとき、高度1.6km、秒速80m。降下段の8基の逆噴射ロケットが点火され、動力降下がはじまります。秒速が0.75m になったところで、降下段はこの速度を維持します。4基のロケットが停止され、キュリオシティーはナイロンのケーブルで降下段から降ろされていきます。これが「スカイ・クレーン」です。着陸まであと12秒です。

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着陸の直前、キュリオシティーのサスペンションと車輪が作動し、所定の位置につきます。センサーが着陸を検知すると、ケーブルが分離され、降下段は着陸地点から飛び去ります。

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キュリオシティーは重量約900kg で、スピリットやオポチュニティーの約5倍の重さです。この探査機をピンポイント着陸させるためには、高度な技術が必要です。

着陸の様子はNASA からウェブ配信される予定です。火星からの信号が地球に届くために、約14分かかることに留意してください。

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