FY25,26の2年間に渡って,科学衛星・探査機推進系の信頼性を向上させるべく,集中
的にチーム活動を行った.過去の推進系不具合を調査・分析し,各プロジェクトや衛星推 進系メーカからのヒアリング結果を元に,科学衛星・探査機に特有な不具合について,課 題を抽出し,研究を行った.
研究成果として,推薬透過の影響評価からは,バルブのシール材に用いられる,代表的 な樹脂材料について,材料を透過する推薬蒸気量の基礎的なデータをとることができ,今 後のバルブ選定時の基礎資料が得られた.
推薬等の長期保管の影響評価からは,推進系コンポーネントに使用されているステンレ ス系材料と推薬の適合性について,問題ないという結果が得られた.また,これまで原因 不明であった,注排弁のリーク事象について,炭化タングステンと水の接触が関連する可 能性があることが見出された.
酸化剤の気泡発生確認については,はやぶさ 2 プロジェクトとも連携し,擬似推薬に液 化ガスを使用した場合,気泡が発生する可能性があるなど,擬似推薬の選択について注意 すべき事項が明らかとなった.
最後に洗浄方法の研究では,推進系内部の洗浄という,極めて制約条件が多い条件にお いて,マイクロバブルや減圧沸騰が洗浄に効果がある可能性を見出すことができた.今後,
推進系メーカ等と協力し,宇宙機への適用の検討等を考えていきたい.
これらの研究活動は,極めて基礎的なデータ取得であり,様々な現象を理解し,仮説を 立て,自らの手で検証するという作業の積み重ねであり,携わった者にとって貴重な経験 を重ねる機会となった.このような経験は,持続的な人材育成にもつなげていく必要があ る.これらの活動を通して,不具合の未然防止が出来るよう,継続的に努力することが望 まれる.
本報告書は,宇宙科学研究所 DE 推進系グループによる 2 年間にわたる信頼性向上活動報 告であると同時に,2013 年 6 月に組織され,研究開発本部推進系グループと共に JAXA 横断 的に活動してきた科学衛星・探査機推進系改善チームの最終報告書でもある.科学衛星・
探査機推進系改善チームは次表のメンバーによって構成され,2015 年 6 月まで活動した.
本報告書の作成にあたり,改善チーム各位には温かく見守っていただくとともに,的確 な助言,講評を賜った.ここに謝意を表する.
科学衛星・探査機推進系改善チームの構成
事業所 所属 氏名
ISAS DE推進系G
SE室/点検チーム PO
成尾芳博,澤井秀次郎,志田真樹,森治,中塚潤一 満田和久,紀伊恒男,中村安雄
上野宗孝,東原和行
JSPEC SE室 高橋道夫 → 倉岡今朝年(2013.10.1より)
研開本部 推進系G 池田博英,香河英史,増田井出夫,長田泰一 オ ブ ザ ー
バ
MMO ASTRO-H はやぶさ2 安品室 S&MA
早川基,前島弘則
高橋忠幸,国分紀秀,小川美奈,岡崎健 櫛木賢一
清水幸夫,大串義雄 小林亮二(2014.4.1より )
参考文献
1)宇宙開発委員会 調査部会,平成 年度宇宙開発委員会(第3回)配付資料“第24 号科学衛星PLANET-C 「あかつき」の金星周回軌道への投入失敗に係る原因究 明及び今後の対策について”,平成 年 月 日,
(2015 年 8 月 25 日)
2)宇宙科学研究所(あかつき調査・対策チーム),理 資料 “金星探査機「あ かつき」金星周回軌道投入失敗調査・対策チーム検討結果について(報告)”, 年
月 日
3)中塚潤一 澤井秀次郎 成尾芳博 梶原堅一,“科学衛星・探査機推進系の信頼性向上 活動について”,宇宙輸送シンポジウム , , 年 月 日
4) ,
5)
6)“ 衛 星 推 進 系 不 具 合 情 報 デ ー タ ベ ー ス の 最 新 化 そ の ア ” 成 果 報 告 書 ,
, 年 月
7)“ 衛 星 推 進 系 不 具 合 情 報 デ ー タ ベ ー ス の 最 新 化 そ の イ ” 成 果 報 告 書 ,
, 年 月
8)宇宙開発委員会 調査部会,平成 年度宇宙開発委員会(第 回)配付資料“調査
「あかつき」の金星周回軌道投入失敗に係る原因究明と対策について(その )( )”, 1) 宇 宙 開 発 委 員 会 調 査 部 会, 平 成24 年 度 宇 宙 開 発 委 員 会( 第 3 回 ) 配 付 資 料“第
24号科学衛星(PLANET-C)「あかつき」の金星周回軌道への投入失敗に係 る 原 因 究 明 及 び 今 後 の 対 策 に つ い て”, 平 成24 年1 月31 日,http://www.mext.
go.jp/b_menu/shingi/uchuu/017/gijiroku/1314246.htm (2015 年8 月25 日)
2) 宇 宙 科 学 研 究 所( あ か つ き 調 査・ 対 策 チ ー ム ), 理23-40 資 料3-5 “金 星 探 査 機
「あかつき」金 星 周 回 軌 道 投 入 失 敗 調 査・ 対 策 チ ー ム 検 討 結 果 に つ い て( 報 告 )”, 2012 年2 月14 日
3) 中塚潤一澤井秀次郎 成尾芳博 梶原堅一,“科学衛星・探査機推進系の信頼性向上 活 動 に つ い て”, 宇 宙 輸 送 シ ン ポ ジ ウ ム2012,STCP-2012-041,2013 年1 月 18 日
4) T. J. Barber, F. A. Krug, B.M. Froidevaux,”Initial Galileo Propulsion System
in-Flight Characterization”, AIAA/SAE/ASME/ASEE 29th Joint Propulsion Conference and Exhibit, June 28-30, 1993 / Monterey, CA, AIAA 93-2117
5) LOUIS A.D’AMARIO, LARRY E. BRIGHT, and ARON A. WOLF, “GALILEO
TRAJECTORY DESIGN”, Space Science Reviews, vol.60, no.1~4, May 1992, p.23-78
6) “ 衛 星 推 進 系 不 具 合 情 報 デ ー タ ベ ー ス の 最 新 化 ( そ の ア ) ” 成 果 報 告 書 ,
JX-PSPC-370210,2013 年2 月
7) “ 衛 星 推 進 系 不 具 合 情 報 デ ー タ ベ ー ス の 最 新 化 ( そ の イ ) ” 成 果 報 告 書 ,
9) 坂本,中川,”超硬合金長尺製品と応用例”,ニッタン技報,第39 号,日本タング ステン株式会社,p3-4,平成21 年7 月17 日,http://www.nittan.co.jp/tech/gihou/
tyoukou_ tyouzyaku_037.html(2015 年8 月25 日)
10)衛星推進系システム洗浄装置の試作・試験,JX-PSPC-310470,2010 年度
添付資料
APPENDIX-1 SEM 表面観察
[1/19]
材料:ゴム材(E-1) 浸漬条件:ブランク
[2/19]
材料:ゴム材(E-1) 浸漬条件:IPA6週間浸漬
[3/19]
材料:ゴム材(E-1) 浸漬条件:ヒドラジン
6週間浸漬
[4/19]
材料:ゴム材(E-2) 浸漬条件:ブランク
[5/19]
材料:ゴム材(E-2) 浸漬条件:IPA6週間浸漬
[6/19]
材料:ゴム材(E-2) 浸漬条件:IPA6週間浸漬
APPENDIX-1 SEM 表面観察
材料:ゴム材 浸漬条件:ブランク
材料:ゴム材
浸漬条件: 週間浸漬
材料:ゴム材
浸漬条件:ヒドラジン 週間浸漬
[7/19]
材料:ゴム材(E-2)
浸漬条件:ヒドラジン6週間
[8/19]
材料:ゴム材(E-3) 浸漬条件:ブランク
[9/19]
材料;ゴム材(E-3) 浸漬条件:IPA6週間
[10/19]
材料:ゴム材(E-3)
浸漬条件:ヒドラジン6週間
[11/19]
材料:ゴム材(E-4) 浸漬条件:ブランク
[12/19]
材料:ゴム材(E-4) 浸漬条件:IPA6週間
[13/19]
材料:ゴム材(E-4)
浸漬条件:ヒドラジン6週間
[14/19]
材料:樹脂材(PTFE) 浸漬条件:ブランク
[15/19]
材料:樹脂材(PTFE) 浸漬条件:MON-3 6週間
材料:ゴム材
浸漬条件:ヒドラジン 週間
材料:樹脂材 浸漬条件:ブランク
材料:樹脂材
浸漬条件: 週間
[16/19]
材料:樹脂材(PTFE) 浸漬条件:MON-3 6週間
[17/19]
材料:樹脂材(PTFE) 浸漬条件:IPA 6週間
[18/19]
材料:樹脂材(PTFE) 浸漬条件:IPA 6週間
[19/19]
材料:樹脂材(PTFE)
浸漬条件:ヒドラジン 6週間
APPENDIX-2 引張試験結果
PTFE
ECTFE
PFA
PDVF
FEP
PCTFE
ETFE
E-1
E-2
E-3
E-4
APPENDIX-3 タングステンの表面汚れ調査 試料の写真
APPENDIX-4 タングステンの表面汚れ調査 [SEM-EDS]
SEM-EDS(W-E-N6)
SEM-EDS(W-E-1M)
SEM-EDS(W-P)
SEM-EDS(W-S-1M)
SEM-EDS(W-S-1M 容器)
SEM-EDS(IPA)
注排弁
SEM-EDS(注排弁)
APPENDIX-5 タングステンの表面汚れ調査 [FTIR]
FTIR(W-E-N6 褐色部)
FTIR(W-E-N6 光沢部)
FTIR(W-E-1M 褐色部)
ゴム材
褐色部
光沢部
FTIR(W-E-1M ゴム材)
FTIR(W-P 褐色部)
FTIR(W-P 光沢部)
FTIR(W-S-1M 褐色部)
FTIR(W-S-1M 容器褐色部)
FTIR(IPA)
APPENDIX-6 タングステンの表面汚れ調査 [EDS 定性半定量分析]
EDS定性半定量分析(注排弁) EDS 定性半定量分析(IPA)
EDS 定性半定量分析(注排弁)