1/14
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 「はやぶさ」講義第5回。「イトカワ」での仕事を終え、
| 帰途につこうとした「はやぶさ」ですが、それは大きな
| 試練の始まりでもあったのです。
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小惑星探査機「はやぶさ」・第5回
〜I Love You 答えてくれ〜
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| `つ ∇ (゚Д゚,,) (゚Д゚,,)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
〜| | | □ | √ ̄(___ノ〜 √ ̄(___ノ〜
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| このあたりのエピソードから、「はやぶさ」を知った人も多いんじゃないかな。
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/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| このサブタイトル…中島みゆき?
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2/14
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 2005年11月26日、小惑星「イトカワ」に2度目の着陸を果たした「はやぶさ」ですが、
| 「イトカワ」から離脱する時にトラブルが発生しました。
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化学ロケットの燃料系2系統のうち、1系統に燃料(ヒドラジン)漏れが発生。
とりあえず、両系統とも弁を閉鎖することで燃料漏れは止まった。
ブシュー
_ _, (_⌒_)_
/_/ヽ ノ|/ /_/
/_/=|・∀・;|=/_/
/_/ ~][ ̄ /_/
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iii■∧ /
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| `つ ∇ (゚Д゚;) (゚Д゚,,)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
〜| | | □ | √ ̄(___ノ〜 √ ̄(___ノ〜
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/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| うわああああ!大変だ!
\____ ∧
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| ただでさえ、燃料を節約しなくちゃいけないのに、これは痛い。
| しかも、この燃料漏れは他にも問題を引き起こすことに…
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3/14
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| このときの燃料漏れで「はやぶさ」には予定外の加速がついてしまいました。
| そこで翌27日、姿勢制御を試みますがこれは不調に終わります。
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不調の原因
漏れた燃料(ヒドラジン)が気化し、機内温度が低下
→搭載機器に相当の温度低下・バッテリーの発生電力低下
→バッテリーが過放電
→システム系の電源経路が広範囲でリセット…と推測されている
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| `つ ∇ (゚Д゚,,) (゚Д゚,,)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
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| ガス欠の心配だけじゃなかったってことだな。
\____ ∧
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| そう。本来姿勢を保つためのヒドラジンが、かえって
| 姿勢を乱す原因になってしまったんだ。
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4/14
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| これで「はやぶさ」の姿勢は大きく乱れました。
| さらに追い打ちをかけるように28日には通信途絶。
| はやぶさタンまたまたピーーーーンチ!!…かと思いきや、翌29日には回復します。
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11月28日 通信途絶
11月29日 低利得アンテナによる通信回復
12月 1日 低利得アンテナ経由でのデータ取得回復(毎秒8ビット)
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| `つ ∇ (゚Д゚,,) (゚Д゚,,)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
〜| | | □ | √ ̄(___ノ〜 √ ̄(___ノ〜
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| ハラハラさせるなぁ…えーと、低利得?
\____ ∧
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 利得(ゲイン)というのはアンテナが出すエネルギーのこと。
| 低利得アンテナは文字通りエネルギーの低いアンテナで、
| ある程度の傾きにも対応できるが、通信速度が遅い。
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5/14
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| スタッフによる「はやぶさ」復旧への奮闘が始まります。
| まず12月2日、化学ロケットの再起動を試みますが、これはわずかな推力を
| 得ただけで事実上の失敗。
| 翌3日には「はやぶさ」の姿勢がさらに乱れていることが判明。
| そこで緊急策として、主推進機であるイオンエンジンの推進剤(キセノンガス)を
| 直接噴射して姿勢制御する方法を採用。
| ただちにそのためのソフトウェア作成に入ります。
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____ ______
|マイクロ波 | ┌|中和器 \
|発振器 | ─┐..|  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄\
 ̄ ̄ ̄ ̄ .| | .| ̄ ̄ ̄ ̄| |.ll||
| ̄ ̄ ̄ ̄|─┴┴┤ (, )プシュー
|キセノンタンク| | 電界 | キセノンガスを
 ̄ ̄ ̄ ̄ . ̄ ̄ ̄ ̄↑ 中和器から直接噴射
負(-)電極
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━ (,, ゚Д゚)/ ━━━━━━∧∧━━━━∧∧━
| `つ ∇ (゚Д゚,,) (゚Д゚,,)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
〜| | | □ | √ ̄(___ノ〜 √ ̄(___ノ〜
. ∪∪ | | || ━┳┛ || ━┳┛
 ̄ ̄ ̄ ̄.| |====∧==========
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| イオンエンジンを姿勢制御に使うんだ。まさに裏技だな。
\____ ∧
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| このアイデアを出したのは、イオンエンジン担当の國中均教授。
| 本人さえ「こんな使い方をするとは考えもしなかった」と
| 苦笑したとか。
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6/14
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| ソフトウェアは何と1日で完成。
| 12月4日、姿勢制御のためのキセノンガス噴射が実施され、成功。
| 翌5日には20〜30度あった「はやぶさ」の傾きは10〜20度に回復。
| とりあえず、中利得アンテナでより早い通信速度でのデータ取得が回復しました。
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12月4日 キセノンガス直接噴射による姿勢制御に成功
12月5日 中利得アンテナ経由でのデータ取得回復(毎秒256ビット)
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| `つ ∇ (゚Д゚,,) (゚Д゚,,)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
〜| | | □ | √ ̄(___ノ〜 √ ̄(___ノ〜
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| 成功したんだ。これで一安心?
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| いや、まだまだ。
| 余談だけど、これが成功したのは、中和器の噴出し口を
| 「たまたま」斜め向きに付けてたから。
| 川口教授も「運がよかっただけ」とはっきり言っている。
\____________________
7/14
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 取得できたデータを解析してみると、2回目の着陸でサンプル採取のための弾丸が
| 発射されなかった可能性が高いとわかりました。
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データ解析では、確実に発射された形跡は確認できなかった。
ただし、この時点では
・電源リセットで単にデータが消えただけ
・2度の着陸で舞い上がった砂埃が回収容器に混入…という可能性が
残されていた。
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| `つ ∇ (゚Д゚,,) (゚Д゚,,)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
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| え、サンプル収集の信号は確かに発信されたんじゃなかったの?
\____ ∧
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 「はやぶさ」のコンピュータが「サンプルを採れ」と命令したことは
| 確認できたんだけどな。
| こればかりはちゃんと採れてることを祈るしかない。
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8/14
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 「はやぶさ」の苦難はまだ終わっていませんでした。
| 12月8日、「はやぶさ」からの受信が不安定に。どうやら機内に漏れたヒドラジンガスが
| 機外に噴き出し、また「はやぶさ」の姿勢が乱れたらしいのです。
| はやぶさタンまたまたまたピーーーーンチ!!
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12月8日 ヒドラジンガスが機外に噴出。コーニング運動(みそすり運動)に入る
ブシュー
ミ _ _, (_⌒_)_ メガ マワル--!
ミ /_/ヽ ノ|/ /_/
/_/=|@0@;|=/_/ 彡
/_/ ~][ ̄ /_/ 彡グルグル
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| `つ ∇ (゚Д゚;) (゚Д゚,,)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
〜| | | □ | √ ̄(___ノ〜 √ ̄(___ノ〜
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| ぎゃあああああ!え、えーと…コーニング運動?
\____ ∧
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 回転軸が円を描くように振れている状態での回転運動。
| 止まりかけてるコマが、傾きながら回っている状態を
| 想像するとわかりやすい。
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9/14
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| こうなると、アンテナの向きも安定せず、「はやぶさ」との通信もままなりません。
| スタッフはキセノンガス噴射で何とか姿勢を安定させようとしましたが、それもかなわず。
| 12月9日、通信が途絶えてしまいました。
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12月9日 「はやぶさ」との通信途絶
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| `つ ∇ (゚Д゚,,) (゚Д゚,,)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
〜| | | □ | √ ̄(___ノ〜 √ ̄(___ノ〜
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 ̄ ̄ ̄ ̄.| |====∧==========
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| ああ、はやぶさ…
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/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| しかし、これで終わる「はやぶさ」じゃない。
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10/14
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| そうです。もともと「はやぶさ」は、コーニング運動が起こっても、自然に
| 純スピン運動になるように設計されてたんですね。
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「はやぶさ」探査機は、受動的にも安定となるよう設計されており、現在の
コーニング運動は、最終的には +Z軸まわりの純スピン運動に収束していきます。
〜宇宙科学研究所(ISAS)HPより抜粋
純スピン運動
回転軸が一定の方向を向いたまま、安定して回転する運動。
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| `つ ∇ (゚Д゚,,) (゚Д゚,,)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
〜| | | □ | √ ̄(___ノ〜 √ ̄(___ノ〜
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| すごいな。待ってりゃ、自然に安定するように作ってたんだ。
\____ ∧
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| と言っても、安定するには時間がかかるけどな。
| ISASでは、12月末までに通信が回復する確率を60%と見ていた。
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11/14
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 復旧の可能性が高いといっても、「はやぶさ」の現状は全くわかりません。
| 12月中の地球への帰還軌道への投入は、あきらめざるを得ませんでした。
| そして12月14日、宇宙航空研究開発機構(JAXA)は、地球への帰還を
| 当初の予定より3年後の、2010年6月に延期すると発表しました。
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12月14日 地球への帰還を2010年6月に延期
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| `つ ∇ (゚Д゚,,) (゚Д゚,,)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
〜| | | □ | √ ̄(___ノ〜 √ ̄(___ノ〜
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| あちゃ〜…それにしても、なぜ3年も延期?
\____ ∧
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| この時点での「はやぶさ」の公転周期は1年半。
| 地球と「はやぶさ」の位置関係が元に戻るには、3年必要なんだ。
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12/14
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| それからというもの、「はやぶさ」プロジェクトのスタッフは、来る日も来る日も
| 「はやぶさ」との交信を試み続けました。
| いつ来るともわからない「はやぶさ」からの返事を待ち続ける気持ち、
| 察するに余りありますね。
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I Love You 答えてくれ
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━ (,, ゚Д゚)/ ━━━━━━∧∧━━━━∧∧━
| `つ ∇ (ДT,,) (゚Д゚,,)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
〜| | | □ | √ ̄(___ノ〜 √ ̄(___ノ〜
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 ̄ ̄ ̄ ̄.| |====∧==========
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| ううっ、泣ける…
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| 中の人も、このコマ作ってたときにグッと来たらしい。
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13/14
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 延期発表から1ヶ月余りが経った2006年1月23日。
| 「はやぶさ」の方向から、明らかに人工物からのものとわかる、強力な電波が
| キャッチされました。
| このことに気付いたのは、スーパーバイザーの西山和孝氏。
| 再び「はやぶさ」が姿を現したのです!
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━━━∨━━━━━━━━━━━━━━━━
それは、予想を超えた強度で受信されていて、彼(西山氏)は間違いではないかと、
地上局のアンテナをわざと振って、確かに「はやぶさ」がいるべき方向からの電波だと、
いわば自らのほおをつねって確認したほどである。
〜宇宙科学研究所(ISAS)HPより抜粋
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| `つ ∇ (゚∀゚,,) (゚Д゚,,)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
〜| | | □ | √ ̄(___ノ〜 √ ̄(___ノ〜
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| キタ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━!!
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| …と言うとは思えないけど、そんな心境だっただろうな。
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14/14
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 1ヵ月半の沈黙から再び姿を見せた「はやぶさ」。しかし、通信は回復したものの、
| 他は無事なのか?というところで、今回はここまで。
| 次回、「はやぶさ」復活への奮闘編です。
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私はしぃ助教授に殴られても、1日で復活しますけどね
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| `つ ∇ (゚Д゚,,) (゚Д゚#)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
〜| | | □ | √ ̄(___ノ〜 √ ̄(___ノ〜
. ∪∪ | | || ━┳┛ || ━┳┛
 ̄ ̄ ̄ ̄.| |====∧==========
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 教授の個人情報は関係ないでしょ。
\____ ∧
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| いい加減、ぶん殴りたくなってきた…
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糸売く
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 乙です。
\
 ̄∨ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
ΛΛ
(゚Д゚,,)
φ つ
√ ̄ (___ノ〜
|| ━┳┛
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 乙です。前途多難だなあ…
\
 ̄∨ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
ΛΛ
(゚Д゚,,)
φ つ
√ ̄ (___ノ〜
|| ━┳┛
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
|
>>478 | のぞみ姉さんに比べたら、まだまだです。
\
 ̄∨ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
ΛΛ
(゚Д゚,,)
φ つ
√ ̄ (___ノ〜
|| ━┳┛
講義乙です。
やはり、個人的にはやぶさ一連の物語には教訓にするべき事が多いと思う。
ISASの方々のはやぶさへの信頼と苦労ももっと皆に知ってほしい。
1/16
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 「はやぶさ」講義第6回。1ヶ月あまりの沈黙から、
| ようやく通信が回復した「はやぶさ」。
| スタッフの帰還に向けた奮闘が始まります。
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小惑星探査機「はやぶさ」・第6回
〜SAVE OUR SHIP〜
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| `つ ∇ (゚Д゚,,) (゚Д゚,,)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
〜| | | □ | √ ̄(___ノ〜 √ ̄(___ノ〜
. ∪∪ | | || ━┳┛ || ━┳┛
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| 確か、帰還のスケジュールを3年延期したんだっけ。
\____ ∧
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 3億kmも離れたところに、修理しに行くわけにもいかないしな。
| 「はやぶさ」復旧は、気の遠くなるような長期戦でもあったんだ。
\____________________
2/16
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 2006年1月23日、通信途絶していた「はやぶさ」からの電波を再びキャッチした
| …というところまでが、前回の講義でした。
| しかし、電波の受信はできるものの、地球からの指令はとてもできない状況でした。
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━━━∨━━━━━━━━━━━━━━━━
「はやぶさ」からの電波が20秒間隔で極端に弱くなっていたことから、
この時点で、「はやぶさ」はアンテナの軸が地球に対して傾いた状態で
高速スピンしていたと考えられる。(傾きは約70度と推定される)
これは逆に言えば、地球からの指令も20秒以内に終えないと
「はやぶさ」が受け取ってもらえないということを意味する。
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iii■∧ /
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| `つ ∇ (゚Д゚,,) (゚Д゚,,)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
〜| | | □ | √ ̄(___ノ〜 √ ̄(___ノ〜
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| こっちから命令ができないんじゃ、どうしようもないな。
\____ ∧
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| どうも、太陽電池パネルが20秒おきにアンテナの邪魔に
| なってたらしいんだ。
| おかげで一週間地球から指令が送信できなかった。
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3/16
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| と言っても、状況がわからなければ対処のしようがありません。
| そこでまず、「1ビット運用」と呼ばれる通信方法で、
| 「はやぶさ」のいわば「健康チェック」が行われました。
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1ビット運用
地球から「はやぶさ」に一部の機器が無事かどうか判定させる指令を発信し
「はやぶさ」に0か1、つまり「yes」か「no」かだけを返答させる方式。
ココイタクナイ? _ _,_ _
→→→→→→→/_/ヽ ノ /_/
○ ←←←←←← /_/=|・∀・ |=/_/
↑ no! /_/ ~][ ̄ /_/
地球
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| `つ ∇ (゚Д゚,,) (゚Д゚,,)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
〜| | | □ | √ ̄(___ノ〜 √ ̄(___ノ〜
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 ̄ ̄ ̄ ̄.| |====∧==========
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 電波の往復だけで30分以上かかるんだっけ。しかも1回のやりとりでは
| ほんの一部分しかわからない。気が遠くなるな。
\____ ∧
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| この1ビット運用は、火星探査機「のぞみ」の時に発案された
| ものなんだが…まあ、詳しいことは割愛。
\____________________
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/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| こうして少しずつ「はやぶさ」の状況がわかるようになってきましたが…
| はっきり言って、それはとても厳しいものでした。
| まず、内蔵していたリチウムイオンバッテリーは、放電しきった状態の上に
| 4基が死亡。化学ロケットの燃料・酸化剤はどちらも機内へ漏れ出して空っぽ。
| 頼みの綱は、イオンエンジン用のキセノンガスだけでした。
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・太陽電池の発電量低下により、電源が一時的に完全ストップ
・リチウムイオンバッテリーの完全放電
・バッテリー11基中4基使用不能
・化学ロケット用燃料・酸化剤完全喪失
・イオンエンジン用推進剤の残量は42〜44kgと推定
・再突入カプセルの蓋が閉まっていないことが判明
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| まさに、満身創痍…
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| イオンエンジンと通信機能が無事だったのは、不幸中の幸いだ。
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| とにかく、地球に対して傾いたままでは交信もままなりません。
| そこでスタッフは、キセノンガスの直接噴射で「はやぶさ」の姿勢変更を試みます。
| 1日あたり2度という、まさに這うようなスピードで姿勢制御を行い、徐々に「はやぶさ」との
| 通信が回復します。
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2月6日 新しい姿勢制御プログラムをインプット。1日に2度の速度で姿勢変更開始
2月25日 低利得アンテナでのデータ取得復旧(毎秒8ビット)
3月1日 距離計測が可能になる
3月4日 アンテナ軸の角度が14度まで縮小。中利得アンテナでのデータ取得復旧
(毎秒32ビット)
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| まともに交信できるようになるまで、ざっと1ヶ月か。
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| まさに這いずる感じ。
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| 3月6日には、ようやく「はやぶさ」の位置と速度が正確に推定できるようになりました。
| 前年末に通信が途絶して以来、実に3ヶ月ぶりのことです。
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「はやぶさ」の位置・速度
「イトカワ」から約1万3000km
太陽から約1億9000万km
地球から約3億3000万km
「イトカワ」との相対速度3m/秒
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| どこにいるのかわからなきゃ、どう帰していいかわからないもんな。
\____ ∧
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| でも場所が分かったからといって、すぐに動き出せたわけじゃなかった。
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/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| この時点では、まだ機内に化学ロケットの燃料(ヒドラジン)と酸化剤が残っている
| 可能性がありました。
| そこで、これらを機外へ追い出すための作業が始まりました。
| これは「ベーキング」と呼ばれ、3月から4月にかけてじっくり時間をかけて行われました。
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ベーキング
機内のヒーターで温度を上げてガスを追い出す作業。
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| 何でこんなに時間がかかるの?
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| いきなりやったら、また「はやぶさ」の姿勢が狂ったり、あらぬところに
| 飛んでったりしちゃうだろ?
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| ベーキングは4月中旬に完了。
| 5月31日には、イオンエンジン2基の起動試験が行われました。
| 「はやぶさ」は1度電源が完全に落ちているだけに、機器の凍結などが
| 心配されてたんですが…試験の結果は成功でした。
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5月31日 イオンエンジン(B・D)の起動試験に成功
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| おおっ、ついにエンジン復活!いよいよ帰ってくるのか?
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| まだまだ。そんなすぐには動けるもんじゃないよ。
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| いつまでもキセノンガスの噴射で姿勢制御をしていれば、
| いつかは尽きてしまう心配があります。
| そこで7月には、太陽光圧力を利用したスピン安定状態での運用に切り替え、
| キセノンガスを節約しました。
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1 キセノンガスの噴射で「はやぶさ」の姿勢を太陽に対して傾ける
2 「はやぶさ」の重心から離れた場所に太陽光が当たり、太陽光圧力が発生する
3 「はやぶさ」はその圧力で回転、安定した状態を保ち続ける
テンキリョクエネルギーノ _ _,_ _ アサヒソーラー
、 l , 〜 〜 〜 〜 /_/ヽ ノ /_/ ジャケン
- (゚∀゚) - 〜 〜 〜 〜 /_/=|・∀・ |=/_/
' l ` 〜 〜 〜 〜 /_/ ~][ ̄ /_/
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| 太陽光圧力?光に「はやぶさ」を押す力があるの?
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| 地球の位置ですら、1平方メートル当たり1mg。
| 微々たるもんだけど、無重力空間なら、それすら使える。
| 実際、太陽光で宇宙船を飛ばす計画があるくらいだ。
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| さて、さっきの板書でちらっと「再突入カプセルの蓋が閉まっていない」と
| 書きました。「イトカワ」の破片の回収容器はまだ再突入カプセルに
| 収納されていなかったんですよ。
| ここで、バッテリーが完全放電、11基中4基死亡という問題が浮上します。
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サンプル回収容器は再突入カプセルに収納。
このカプセルが大気圏に再突入し、地表に帰還する予定だった。
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| 容器を入れるための電気が足りなかったの?もう一回充電すればいいじゃん。
\____ ∧
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| リチウムイオンバッテリーは過放電と言って、一度放電しすぎると
| 再度の充電が難しいという欠点があるんだよ。
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11/16
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| どうすれば、バッテリーに負担をかけることなく再充電ができるのか?
| JAXAで「はやぶさ」の電源・電池系を担当していた、曽根理嗣准教授は
| ある事実に思い至ります。
| 1月に「はやぶさ」との交信が復活したとき、バッテリー11基中4基は
| 死んでいたんですが、残りの7基はほぼ満タンに近い充電状況だったんですよ。
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━━━∨━━━━━━━━━━━━━━━━
「はやぶさ」のバッテリーには、過充電防止のための「充電保護回路」が
設けられていた。
これは供給しすぎた電流を迂回させる「バイパス回路」である。
__________
┌─┤太 陽 電 池 パ ネ ル.├─┐
↑  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ↓
│ ↓バイパス回路 .│
├───←──←──←───┤
│ ___ ___ . ___ .│
├┤電池 ├┤電池 ├┤電池..├┤
│  ̄ ̄ ̄←  ̄ ̄ ̄← ̄ ̄ ̄ ..│
通常の充電電流
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| 今度は過充電か。いろいろ扱いが難しいバッテリーなんだな。
\____ ∧
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 小型軽量が、リチウムイオンバッテリーの売りなんだがな。
| 過充電してしまうと下手すりゃ、発火、爆発だ。
\____________________
12/16
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 通信が復旧したとき、通常非動作モードであるはずのバイパス回路が
| 動作モードになっていました。
| なぜ回路のスイッチが入ったのかは不明ですが…ともあれスタッフは回路を
| 非動作モードに戻しました。
| すると生きていた7基のバッテリーの電圧がどんどん低下。
| ついに過放電状態となってしまいます。
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バイパス回路のモード切替は地上からの指令で行っている
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| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
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| さっきの満タンだった電気を使えばよかったんじゃない?
\____ ∧
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| それは結果論。スタッフは本来あるべきモードに戻しただけだ。
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| 曽根准教授はこの現象の原因究明に当たります。
| NTスペース社の吉田氏と連絡を取り合い、7基のバッテリーが勝手に
| 充電されていたのは「バイパス回路を動作モードにすると、バッテリーの
| 端子に微弱な電圧がかかるからだ」ということを突き止めます。
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(太陽電池の発電量はほぼゼロ)
│ ↓バイパス回路 .│
├───→──→──→───┤
│ ___ ___ . ___ .│
├┤電池 ├┤電池 ├┤電池..├┤
│  ̄ ̄ ̄←  ̄ ̄ ̄← ̄ ̄ ̄ │
バイパス回路からの微弱電流
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| へぇ…こんなことが起こってたんだ…
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/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| この微弱電流は、本来の充電電流に比べれば無視できる
| くらいの小ささ。だけど、通信途絶中の長い時間をかけて
| バッテリーを充電していたんだ。
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14/16
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 曽根准教授は、このバイパス回路を利用した充電を「奥の手」として提案します。
| しかし、微弱とはいえ既に死んでいる4基のバッテリーにまで電流を流して大丈夫なのか?
| 慎重に安全性を確認した上で、2006年7月、バイパス回路の動作(Enable)/非動作
| (Disable)を繰り返しての再充電が始まりました。
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パイパス回路は一括で動作/非動作の切り替えを行うため、
健在な7基のバッテリーを選んで充電することができない。
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| もともと、充電のための回路じゃないもんな。
\____ ∧
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| そう、これは古河電池の協力の下、何度も地上で試験した上で実行された
| 裏技中の裏技。よい子はまねしちゃだめだ。
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15/16
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 何しろ微弱電流ですから、充電にかかる時間は通常とは比べ物になりません。
| しかもバッテリーの状態を監視しながら、温度が上がれば即中止。
| そんな根気のいる作業を3ヶ月延々と続け、同年9月には可能な限りの充電を
| 完了しました。
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━━━∨━━━━━━━━━━━━━━━━
2006年 9月 リチウムイオンバッテリー再充電完了
,イ
 ̄ -- = _ / | --'''''''
,,, ,r‐、λノ ゙i、_,、ノゝ -  ̄
j´ _ _,_ _ .ミナギッテ…キタ━━━!!
─ _ ─{ /_/ヽ ノ /_/ /─ _ ─
) /_/=|゚∀゚ |=/_/ ,l~
´y/_/ ~][ ̄ /_/ <バチバチ
,__ ※みなぎってません。
iii■∧ /
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| `つ ∇ (゚Д゚,,) (゚Д゚,,)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
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| 3ヶ月…チビチビ充電するしかなかったとはいえ…
\____ ∧
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| スタッフは、このあまりにもイレギュラーな運用を「バイパス・イネ」と
| 呼んでいたとか。バイパス回路をEnable(イネーブル)にするという意味で。
\____________________
16/16
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| やっとサンプル容器格納の目処が立った…というところで今回はここまで。
| 次回「はやぶさ」帰還への旅路が佳境を迎えます。
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この講義作ってる間、「地上の星」が脳内をぐーるぐる♪
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━ (,, ゚Д゚)/ ━━━━━━∧∧━━━━∧∧━
| `つ ∇ (゚Д゚,,) (゚Д゚,,)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
〜| | | □ | √ ̄(___ノ〜 √ ̄(___ノ〜
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 ̄ ̄ ̄ ̄.| |====∧==========
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| 板書は、中の人の心の声かね。また中島みゆき?
\____ ∧
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 別に、大ファンってほどじゃ無いらしいけど。
\____________________
糸売く…と言いたいけど明らかにスレ容量不足。こりゃまいったね
乙でした。
次回作が出来たら、ここで告知すれば良いと思う。
親切な人が新スレ立ててくれるかもしれないし。
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| とりあえず投下出来るならば
| スレ立て依頼してみてはどうでしょう?
\
 ̄∨ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
ΛΛ
(゚Д゚,,)
φ つ
√ ̄ (___ノ〜
|| ━┳┛
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| あくまで結果論なんですが、どうも酸化剤のタンクには
| かなりの量が残っていたらしい、
| と言う話です。
| もっとも、元バルブが開かないので
| 利用が出来なかったんですが。
\
 ̄∨ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
ΛΛ
(゚Д゚,,)
φ つ
√ ̄ (___ノ〜
|| ━┳┛
燃料漏えいがわかった時点で、元バルブは
安全のために閉めちゃったんですよね。
1/5
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 間違い指摘が相次いでしまったので、今回は講義というより
| 反省会です。
\__ _________________
━━━∨━━━━━━━━━━━━━━━━
東京ギコ大懺悔室
〜「ヨット」講義&「はやぶさ」講義〜
,,,,,,,,,, /
━ (,, ゚Д゚)/ ━━━━━━∧∧━━━━∧∧━
| `つ ∇ (゚Д゚;) (゚Д゚;)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
〜| | | □ | √ ̄(___ノ〜 √ ̄(___ノ〜
. ∪∪ | | || ━┳┛ || ━┳┛
 ̄ ̄ ̄ ̄.| |====∧==========
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 教授、頭丸めたのか?
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/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| ずっと前にも、頭丸めたこと無かったか?
\____________________
2/5
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| まず、「横帆船は逆風でも進める」という点。
| これは本当で、例えば江戸時代の弁才船は「間切り走り」という
| 航法で逆風帆走していたといいます。
\__ _________________
━━━∨━━━━━━━━━━━━━━━━
それでも風向きに対して進める角度は、60〜70度。
効率という面では、45度のヨットと比べ物になりません。
とは言え、いかにも「構造上できない」みたいな描き方をした
あのコマはまずかったですね。
ちなみに間切り走りの帆と風向きの関係はこちら。(とてもAAで描けない)
ttp://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2002/00033/images/056_02.jpg ,,,,,,,,,, /
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| `つ ∇ (゚Д゚,,) (゚Д゚,,)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
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| 構造上できない、と効率が悪い、じゃ意味がまったく違うもんな。
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| 風待ちをしたとか、人が漕いだって言うのは、
| もっと前の時代の話。
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3/5
/ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
| 次に、「はやぶさの酸化剤は結構残っていた」という話。
| あのコマは当時のJAXAのプレスリリースを基にしていますが、
| その後の情報のフォローができてなかったのは、片手落ちだったと
| 言わざるをえません。
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プレスリリースによれば、指示上の残量はゼロ。
ただし、単にセンサーの故障という可能性があり、
酸化剤を噴射して姿勢制御…ということもありえた。(やらなかったけど)
なお、「はやぶさ」本体再突入時の爆発は、残っていたキセノンガスと
酸化剤と考えられている。
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| `つ ∇ (゚Д゚,,) (゚Д゚;)
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| 「指示上は」って書いときゃよかったんじゃない?
\____ ∧
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| 何を今さら…
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4/5
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| さて、スレ容量が足りないという問題ですが、
| 私(の中の人)からのスレ立て依頼は、あえてしないでおこうと思います。
| ほとんど一人で講義している今の状況は、ぶっちゃけどうなのよ?
| …とも思いますし。
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「はやぶさ」講義・第7回はほとんど完成してますけどね
,,,,,,,,,, /
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| `つ ∇ (,,゚Д゚) (ДT,,)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
〜| | | □ | √ ̄(___ノ〜 √ ̄(___ノ〜
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| 新スレ立たなかったら、俺たち自動的に卒業?
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| いや、どっちかって言うと廃校…
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| ま、あとは成り行き任せってことで。
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新スレよりコロッケが欲しい
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━ (,, ゚Д゚)/ ━━━━━━∧∧━━━━∧∧━
| `つ ∇ (゚Д゚#) (゚Д゚#)
| | | ̄ ̄| /⊂ ヽ /⊂ ヽ
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| 逝 っ て よ し !!
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すばらしい講義なので文化的に残すべき
次スレ立ててみます。