Transcript 第2回審査会プレゼンテーション資料

AXELSPACECUP
第二回審査会発表
平成26年7月6日(日)
本日の発表内容
Helios
１. ミッション概要
└ ミッション提案
└ ミッションステートメント
└ Arliss でのミッションシーケ
ンス
２. CanSat 設計 – 構造
└
└
└
└
倒立
脚制御・ブレーキ
タワー
試験結果
３.
CanSat 設計 – 電装
└ システムダイアグラム
└ 回路図
４.
ル
予算 ･スケジュー
└ 計画予算
└ 予算使用状況
└ スケジュール
2
本日の発表内容
Helios
１. ミッション概要
└ ミッション提案
└ ミッションステートメント
└ Arliss でのミッションシーケ
ンス
２. CanSat 設計 – 構造
└
└
└
└
倒立
脚制御・ブレーキ
タワー
試験結果
３.
CanSat 設計 – 電装
└ システムダイアグラム
└ 回路図
４.
ル
予算 ･スケジュー
└ 計画予算
└ 予算使用状況
└ スケジュール
3
Gemasolar
ヘマソラール （Gemasolar） は、スペインにあるタワー式太陽熱発電所
である。ヘリオスタットを用いて高さ140mの中央塔に集光させて発電を
行う。年間1億1千万キロワット時の発電量で、2万7500世帯の電力をまか
なう。(Wikipediaより)
4
画像 : Torresol Energy 公式 HP より
火星におけるミッションシーケンス
Helios
鏡投下
集光
降下
着陸
支持脚
タワー展
開
5
ミッションステートメント
Helios
ミッションステートメント
火星を対象とした往還機の運用を見据えた
太陽熱を利用する集熱タワー式燃料生産プラ
ント
について、要素技術の実証試験を行う
ARLISSでは，
パラシュートの展開からタワーの設置
までのフェーズについて実証試験を行う
6
Arliss でのミッションシーケンス
Helios
放出
搬
入・
搭載
展開
着地
分離
点火
デー
タ
解析
7
Arliss でのミッションシーケンス
Helios
8
本日の発表内容
Helios
１. ミッション概要
└ ミッション提案
└ ミッションステートメント
└ Arliss でのミッションシーケ
ンス
２. CanSat 設計 – 構造
└
└
└
└
倒立
脚制御・ブレーキ
タワー
試験結果
３.
CanSat 設計 – 電装
└ システムダイアグラム
└ 回路図
４.
ル
予算 ･スケジュー
└ 計画予算
└ 予算使用状況
└ スケジュール
9
全体設計
Helios
パラシュート格納
部
タワー部
中央部
脚部
10
機体設計
Helios
機構
重さ
内訳
タワー
250g
タワー本体:110g
ギアボックス:50g
プーリー:20g
タワー固定部
分:70g
脚部
350g
倒立脚:200g
回転防止脚:50g
ブレーキ機構:40g
脚部固定部分:60g
筐体
100g
支持柱:100g
パラシュー
ト
150g
パラシュート:140g
溶断機構:10g
電装
200g
バッテリー:120g
基盤:80g
総計
1050g
11
構造部 – パラシュート分離機構
Helios
テグスを溶断しパラシュートを分離します
溶断
12
構造部 – 回転防止脚
Helios
「回転防止脚」で、筐体の回転を防止しま
す
地表面
地表面
13
構造部 - 回転防止脚 詳細
Helios
ねじりコイルば
ね
14
構造部 - 回転防止脚 詳細
Helios
15
構造部 - 回転防止脚 詳細
Helios
固定ピン
16
構造部 - 倒立脚
Helios
次に「倒立脚」で、筐体を傾けます
17
構造部 – 倒立脚ブレーキ機構 詳細
Helios
18
構造部 – 倒立脚ブレーキ機構 詳細
Helios
19
構造部 – 倒立脚ブレーキ機構 詳細
Helios
20
構造部 – タワー
Helios
φ0.9 mm ステンレス製針金
φ5 mm アルミパイプ
21
構造部 – タワー
Helios
22
構造部 – タワー
Helios
23
構造部 – タワー
Helios
24
回転防止脚展開試験
Helios
試験部
実験内容
実験結果
回転防止脚
傾斜を作り、回転防止脚
が展開可能か確認する
傾斜角10度で展開可能
15度で失敗した
25
本日の発表内容
Helios
１. ミッション概要
└ ミッション提案
└ ミッションステートメント
└ Arliss でのミッションシーケ
ンス
２. CanSat 設計 – 構造
└
└
└
└
倒立
脚制御・ブレーキ
タワー
試験結果
３.
CanSat 設計 – 電装
└ システムダイアグラム
└ 回路図
４.
ル
予算 ･スケジュー
└ 計画予算
└ 予算使用状況
└ スケジュール
26
電装部 - システムダイアグラム
Helios
Cansat
地上局
※電源系は省略
PC
加速度センサ
microSD
気圧センサ
GPS
フライトピン
倒立脚サーボ
ブレーキ機構
サーボ
マイコン
LPC1769
無線機
無線機
パラシュート
分離回路
タワー展開モータ
カメラ
27
電装部 - 回路図
Helios
28
電装部 - 回路図
Helios
29
本日の発表内容
Helios
１. ミッション概要
└ ミッション提案
└ ミッションステートメント
└ Arliss でのミッションシーケ
ンス
２. CanSat 設計 – 構造
└
└
└
└
倒立
脚制御・ブレーキ
タワー
試験結果
３.
CanSat 設計 – 電装
└ システムダイアグラム
└ 回路図
４.
ル
予算 ･スケジュー
└ 計画予算
└ 予算使用状況
└ スケジュール
30
予算計画
Helios
予算獲得先
金額
AXELSPACECUP開発費
¥100,000
機械宇宙プロジェクトA予算
¥150,000
AXELSPACECUP追加開発費（見込み）
¥150,000
合計
¥400,000
31
構造予算計画
Helios
機構
全体
タワー
脚
構体
パラシュート
品名
用途
BBM
EM
FM
計
工具
工具
¥5,000
¥0
¥0
¥5,000
ネジ，ナット等
接合
¥5,000
¥5,000
¥5,000
¥15,000
ノート，紙
管理
¥2,000
¥1,000
¥0
¥3,000
パイプ
タワー構造
¥4,000
¥3,000
¥3,000
¥10,000
針金
タワー構造
¥500
¥500
¥500
¥1,500
DCモータ
タワー展開
¥500
¥500
¥500
¥1,500
ギアボックス
タワー展開
¥2,000
¥1,000
¥1,000
¥4,000
糸・ワイヤ
タワー展開
¥5,000
¥1,000
¥1,000
¥7,000
カメラ
展開撮影
¥5,000
¥5,000
¥0
¥10,000
アルミ板
脚構造
¥4,000
¥2,000
¥2,000
¥8,000
アルミブロック
ワンウェイクラッチ固定
¥3,000
¥1,000
¥1,000
¥5,000
アルミパイプ
脚構造
¥1,000
¥1,000
¥1,000
¥3,000
接着剤
ワンウェイクラッチ接着
¥500
¥500
¥0
¥1,000
サーボモータ
倒立脚駆動
¥0
¥30,000
¥25,000
¥55,000
ギアボックス
倒立脚駆動
¥3,000
¥0
¥0
¥3,000
ワンウェイクラッチ
倒立脚固定
¥3,000
¥1,500
¥1,500
¥6,000
バネ
回転防止脚展開
¥2,000
¥1,000
¥1,000
¥4,000
アルミアングル材
構造部材
¥0
¥1,000
¥1,000
¥2,000
アルミ板
構造部材
¥0
¥3,000
¥3,000
¥6,000
布
パラシュート
¥0
¥4,000
¥2,000
¥6,000
紐
パラシュート
¥0
¥5,000
¥2,000
¥7,000
ハトメ金具
パラシュート
¥0
¥2,000
¥0
¥2,000
ニクロム線
パラシュート分離
¥0
¥1,000
¥500
¥1,500
¥45,500
¥70,000
¥51,000
¥166,500
計
32
電装・その他予算計画
Helios
機構
電装
打ち上げ費
品名
マイコン
マイコン
加速度センサ
姿勢検出
気圧センサ
気圧計測
基板
回路製作
無線機
通信
コネクタ，ケーブ
配線
ル
LiPoバッテリ
電源
マイクロSD
記録
GPS
ロスト対策
その他素子
回路製作
小計
打ち上げ費用
用途
BBM
¥7,500
¥2,500
¥2,500
¥1,440
¥31,320
EM
¥5,000
¥1,500
¥1,500
¥1,440
¥31,320
FM
¥5,000
¥1,500
¥1,500
¥1,440
¥0
計
¥17,500
¥5,500
¥5,500
¥4,320
¥62,640
¥3,000
¥3,000
¥3,000
¥9,000
¥5,000
¥500
¥2,800
¥5,000
¥61,560
¥5,000
¥500
¥2,800
¥5,000
¥57,060
¥5,000
¥500
¥2,800
¥5,000
¥25,740
¥15,000
¥1,500
¥8,400
¥15,000
¥144,360
¥80,000
合計
¥224,360
33
予算使用状況
Helios
機構
予算
使用済み　残金
使用割合
全体
¥23,000
¥9,658
¥13,342
42%
タワー
¥34,000
¥16,030
¥17,970
47%
脚
¥87,000
¥47,243
¥39,757
54%
¥8,000
¥885
¥7,115
11%
¥16,500
¥14,212
¥2,288
86%
¥144,360
¥49,188
¥95,172
34%
¥137,216 ¥175,644
44%
構体
パラシュート
電装
合計
¥312,860
予算使用割合
全体 ¥9,658
タワー ¥16,030
電装 ¥49,188
脚 ¥47,243
パラシュート
¥14,212
構体 ¥885
34
スケジュール
Helios
月
4月
5月
6月
週
ARLISS
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
AXELSPACECUP
開発計画
主な項目：構
造
設計
達成
主な項目：電装
達成
機構検討
機構設計
全体システム検
討
○
○
仕様決定
部品選定
○
○
○
単機能試験
△
構造試作
○
回路設計、製作
○
機構決定
BBM製作
BBM統合
EM再設計
○
BBM統合、デバッグ
△
EM製作
×
BBM製作
EM製作
○
△
35
スケジュール
Helios
月
7月
8月
9月
週
11
11.5
12
12.5
13
13.5
14
14.5
15
15.5
16
16.5
17
17.5
18
18.5
19
19.5
20
21
22
23
ARLISS
AXELSPACECUP
開発計画
主な項目：構造
達成
主な項目：電装
達成
EM製作
EM製作
△
デバッグ
×
EM統合
気球試験＠東工大
気球試験＠日大
要求に対する試験
EM各種試
験
FM製作
FM各種試
験
能代宇宙イベント
予備パーツ
作成
動作試験
ARLISS
データ整理
×
×
×
×
×
未達成事項の取捨選択
課題点の列挙・評価
×
FM製作
×
成功可能性の評価
×
気球投下試験
＠能代市
問題点の列挙・評価・修正
×
End-to-End動作試験
ARLISS準備
×
×
取得データ整理
×
×
報告書作成
×
36
検討：𝐂𝐎𝟐 の調達
Helios
CO2 + 2H2 O ⇒ 諸反応 ⇒ CH4 + 2O2 （必要な最高温度400 ℃）
火星の大気組成の 98% は CO2
＋
極地域に多量のドライアイス
サバティエ反応では、
二酸化炭素、水素の純度を高める必要ない
効率の良い燃料生産のためには、
コンプレッサ等により密度を高める必要がある
37
検討：𝐇𝟐 𝐎の調達
Helios
CO2 + 2H2 O ⇒ 諸反応 ⇒ CH4 + 2O2 （必要な最高温度400 ℃）
最近の研究[*]により、十分な量の水が火星に存在する可能
性が提示されている
[*]
氷が多量に存在可能性：
臼井寛裕（東京工業大学），黒川宏之（名古屋大学），
“http://www.titech.ac.jp/news/2014/027470.html”，
（2014年4月18日付けのプレスリリース）
[*]
地表を200~1000 m の深さで覆えるほどの水が地下に存在する可能性：
フランシス・マッカビン（ニューメキシコ大学）ら，“http://www.nationa
lgeographic.co.jp/news/news_article.php?file_id=20120627001 “，
（2012年6月27日付けの記事）
38
検討：高温の実現
Helios
CO2 + 2H2 O ⇒ 諸反応 ⇒ CH4 + 2O2 （必要な最高温度400 ℃）
火星において、地熱は期待できない
熱を直接「現地調達」することは難しく、
人工的に用意する必要がある
39
水素の生成
Helios
2NaOH s + 2Na l → 2Na2 O s + H2 g
（350 ℃） ……①
2Na2 O s
（400 ℃） ……②
→ Na2 O2 s + 2Na g
1
2
Na2 O2 s + H2 O l → 2NaOH s + O2 g
（100 ℃） ……③
1
H2 O → O2 + H2
2
s :solid， l :liquid， g :gas
[下記資料より引用]
宮岡裕樹，小島由継，市川貴之（広島大学），“低温熱化学水分解による水
素生成技術 ~400 °C 以下の低温で水から水素を生成することに成功~”，
“http://www.hiroshima-u.ac.jp/upload/0/news_events/2012nendo/20121127_miyaok
a/kaiken-siryou2.pdf”，p.17
40
参考文献（スライドデザイン）
Helios
東京工業大学，
“東工大教育改革、学部・大学院を統一した
「学院」の設置を記者発表”，
“http://www.titech.ac.jp/news/2014/028056.html”
上記事内プレゼーテーション資料
“http://www.titech.ac.jp/news/pdf/tokyotech_edu_r
eform_20140627_web.pdf”
（２０１４年６月閲覧）
41