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２種類のソーラーセイル展開実験 クローバー型と扇子型
ソーラーセイルは，太陽光を反射し，それを推力として利用する推進機関です。太陽光の力は微弱で，地球近傍で１m2当たりだいたい0.46mgです。そのためソーラーセイルで十分な推力を得るためには，薄くて軽い膜面を，非常に大きな面積に広げる必要があります。このような展開実験を行うには，地上では重力や大気の存在が邪魔となります。そのため，観測ロケットS-310-34号機を用いて，弾道軌道上でクローバー型と扇子型という２種類の膜面の展開実験を計画しています。なお，この膜面展開の技術は，ソーラーセイルだけでなく，大型の太陽電池パドルやサンシェードなどにも応用可能と考えています。
クローバー型セイル
クローバー型セイルは，観測ロケット実験で最初に展開されるセイルです。膜はポリイミド製で，厚さ7.5μm，直径10m，学生たちの力で３週間かけて完成させました。クローバー型セイルの特徴は，その名の通り４つ葉のクローバーの形状をしていることで，すべての折り目が遠心力の作用する方向に対して大きな角度を成すように工夫されています。S-310観測ロケットによる展開実験では，この４つ葉のクローバーを，ロケットのスピンによる遠心力を利用して２段階で展開します。第１段階でまず十字形状に展開し，第２段階で最終形状になります。機構上の特徴としては，膜の展開がきれいに進むように，ロケットの本体に対して膜の根元がスピン方向のみに空転する機構が付いています。また一次・二次展開の動作をフライト中自動で行わせるために，展開まで膜を押さえておく保持機構と，それらを順次解放するシーケンス回路と独立電源を装備しました。今回の展開実験では，このクローバー型セイルの無重力高真空下での展開挙動を観察して，ソーラーセイル探査機のセイル膜設計に役立てようとしています。
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| クローバー型セイル |
扇子型セイル
扇子型セイルは，観測ロケット実験で後に展開されるセイルです。基本的にはほぼ円形をしたセイルで，セイルを回転させて遠心力を利用して展開する構造になっています。セイルは，ペタルと呼ばれる扇形をした数個のパーツから構成されており，その扇形をちょうど扇子のように周方向に折り畳み，棒状になった膜面を円筒に巻き付けながら，隣り合うペタル同士を何個所かでつなげていくことで収納します。展開はこれとまったく逆の手順で行うことができ，観測ロケット実験では特に制御などなく一度に連続的に展開しますが，将来は展開速度を制御する機構を装備する予定です。写真は，地上実験で直径２mのセイルを空気中で展開したときの様子です。観測ロケットでは，これよりさらに大きい直径10mのセイルの展開実験を行い，より大型の膜面の展開挙動や，真空中での膜面振動の減衰の様子などを観察し，将来のセイルの設計に役立てる予定です。
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| 扇子型セイル |
(津田 雄一，竹内 伸介)
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