宇宙から物資を持ち帰る“地球への旅”、人工衛星から回収カプセルを切り離す「分離衝撃試験」成功

分離機構の正常な動作を確認し、衝撃データ・加速度データを測定軽微な回転を加えることで、安定した姿勢で大気圏再突入することを可能に



[画像1: https://prcdn.freetls.fastly.net/release_image/74085/50/74085-50-0a5815575c53e805a95eec20ba141b74-1920x1080.png?width=536&quality=85%2C75&format=jpeg&auto=webp&fit=bounds&bg-color=fff ]


宇宙で実証・実験を行ったあと、地球に帰還可能な宇宙機を開発する株式会社ElevationSpace（代表取締役CEO：小林稜平、読み：エレベーションスペース、以下「ElevationSpace」）は、宇宙環境利用・回収プラットフォーム「ELS-R」の初号機「あおば」の回収カプセルについて、分離衝撃試験（以下「本試験」）に成功したことをお知らせします。

回収カプセルは、顧客から預かったペイロードを収納して宇宙から地球に帰還する部分であり、初号機「あおば」においては宇宙で培養を行った株式会社ユーグレナの微細藻類ミドリムシ等を持ち帰る予定です。

背景
国際宇宙ステーション（以下、「ISS」）が存在するような高度2,000km以下の「地球低軌道」は、アクセスや物資補給・回収が比較的容易であることから（※）、政府が2023年に発表した宇宙基本計画の中で「宇宙環境利用のための貴重な場」と位置づけられており、アルテミス計画をはじめとした月以遠への活動にあたって必要となる技術の獲得・実証の場としても利用していくことが明言されています。
※　ISSは高度約400kmに位置する一方、月までの距離は384,400km。

しかし、これまで基礎科学的な実験から産業利用まで幅広く利用されてきたISSは、構造寿命などの関係から2030年に運用を終了することが決定しており、宇宙環境利用の”場”を継続的に確保することが課題になっています。

このような課題を受け、ElevationSpaceは、「ポストISS時代」を見据えた、宇宙環境利用・回収プラットフォーム「ELS-R（読み：イーエルエス・アール）」の提供を目指しています。

「ELS-R」は、無重力環境を生かした実証・実験を、無人の小型衛星で行い、それを地球に帰還させてお客様のもとに返す国内初のサービスです。

宇宙での実証・実験の場を提供するだけでなく、成果物を帰還させることができるため、宇宙で実証した材料やコンポーネントを地上でより詳細に解析することなどが可能となり、高品質な宇宙実証環境を提供することで、民間事業者等の更なる宇宙産業参入促進や、日本の宇宙産業力強化に貢献することを目指しています。

この「ELS-R」事業実現には、回収カプセルを燃え尽きず、損傷させずに地球に帰還させるための「大気圏再突入・回収」技術が必要となりますが、この技術を獲得している民間企業は世界的にもほとんど存在せず、国内ではElevationSpaceのみが挑戦している技術です。


今回実施した試験および回収カプセルの開発について
試験名称　：　回収カプセル分離衝撃試験
試験目的　：　人工衛星から回収カプセルを切り離す際の衝撃がカプセルやペイロードに与える影響を確認し、分離機構が正常に動作することを確認する
期間　：　2024年6月10日～12日
場所　：　株式会社ElevationSpace　R&Dセンター　（宮城県仙台市）

[動画: https://www.youtube.com/watch?v=NjNLpiFejnA ]



宇宙環境利用・回収プラットフォーム「ELS-R」は、宇宙で実証・実験を行った後、高推力のハイブリッドスラスタによって地球低軌道を離脱し、大気圏に再突入、衛星本体から分離した回収カプセルが大気圏を燃え尽きずに突破し、一定の高度に到達後、カプセルのサイドパネルを展開することで、内側のパラシュートが引き出され、緩やかに降下、海上に着水する仕組みです。

[画像2: https://prcdn.freetls.fastly.net/release_image/74085/50/74085-50-c39550c0c71a0da63a17a87d6647ce6f-1920x1080.png?width=536&quality=85%2C75&format=jpeg&auto=webp&fit=bounds&bg-color=fff ]

[画像3: https://prcdn.freetls.fastly.net/release_image/74085/50/74085-50-1c93d0035c9f7131571d569cdef541e0-1920x1080.jpg?width=536&quality=85%2C75&format=jpeg&auto=webp&fit=bounds&bg-color=fff ]


「あおば」からの回収カプセル分離は、ロケットの各段やフェアリング、ペイロードの分離にも用いられることの多いクランプバンドを使用した、非火工品の分離機構によって行われます。
クランプバンドを解放し、バネの力で回収カプセルに勢いをつけることで地球に向かって帰還させることになりますが、解放されたバンドはバンドキャッチャーによって宇宙空間に飛散しないよう設計されています。
また、分離と同時にカプセルに軽微な回転を加えることで、安定した姿勢で大気圏再突入を行えるよう制御します。

この度実施した本試験において、カプセル分離機構が正常に動作することを確認し、分離時の衝撃データや、バネの押し出しによる加速度データ、回転データの取得に成功しました。

[画像4: https://prcdn.freetls.fastly.net/release_image/74085/50/74085-50-bd5dcc93b5a73e77c3608162041ebab5-3900x2194.jpg?width=536&quality=85%2C75&format=jpeg&auto=webp&fit=bounds&bg-color=fff ]
回収カプセル分離衝撃試験の様子


回収カプセルの開発にあたっては、2018年に国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構（以下「JAXA」）が成功させたISSからの物資回収ミッションである「HTV搭載小型回収カプセル（HSRC）」の知見を踏まえており、JAXAでHSRC開発を主導していた渡邉泰秀氏を技術顧問に迎え、開発を行っています。「あおば」においては、HSRCと同様の円錐台形の形状や、HSRCで実証された熱防護材（アブレータ）を使用することで信頼性を担保しつつ、サイドパネル保持開放機構等には自社開発の独自技術を採用することで、低コスト化を実現しています。▼関連プレスリリース
JAXAにて再突入技術開発を主導してきた渡邉泰秀氏がElevationSpaceの技術顧問に就任（2021年12月27日）
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000010.000074085.html宇宙から燃え尽きずに物を持ち帰る”回収カプセル”、試験用モデルにおいてパラシュート格納サイドパネル展開試験成功（2024年1月9日）
https://elevation-space.com/posts/news_20240109宇宙から地球に物資を持ち帰る”回収カプセル”、着水衝撃試験成功（2024年5月14日）
https://elevation-space.com/posts/news_20240514ElevationSpace概要
ElevationSpaceは、誰もが宇宙で生活できる世界を創り、人の未来を豊かにすることを目指している東北大学発の宇宙スタートアップです。東北大学吉田・桒原研究室でこれまで開発してきた15機以上の小型人工衛星の知見・技術を生かし、無重力環境を生かした実験や実証などを無人の小型衛星で行い、それを地球に帰還させてお客様のもとに返す宇宙環境利用プラットフォーム「ELS-R」を開発しています。会社名　　　：株式会社ElevationSpace（英文表記：ElevationSpace Inc.）
所在地　　　：〒980-0845 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉468-1 東北大学マテリアル・イノベーション・センター401号室青葉山ガレージ
設立　　　　：2021年2月
代表者　　　：代表取締役CEO　小林稜平
ホームページ：https://elevation-space.com/
事業内容　　：宇宙環境利用・回収プラットフォーム事業、宇宙輸送事業、宇宙建築事業■「ELS-R」とは？
これまで基礎科学的な実験から産業利用まで幅広く利用されてきた国際宇宙ステーション（ISS）は、構造寿命などの関係から2030年末に運用を終了することが決定しており、宇宙環境利用の”場”の継続的な確保が課題になっています。
ElevationSpaceは、「ポストISS時代」を見据え、宇宙環境利用プラットフォーム「ELS-R（読み：イーエルエスアール）」の提供を目指しています。
「ELS-R」は、無重力環境を生かした実験や実証を、無人の小型衛星で行い、それを地球に帰還させてお客様のもとに返す国内初のサービスです。

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