月探査機の着陸挙動解析における力学的相似則の検討

本論文では、月探査機の着陸挙動解析を行うための月面環境の模擬手法の提案とそれらの考察について述べる。探査機の着陸時の支配的物理法則を見出し、そこから模型理論(力学的相似則)に基づき模擬のための条件式を導き出した。厳密な定式化に基づけば、月面での挙動の模擬のためには模型のサイズは1/6にすべきことが知られているが、実験結果に基づくと、この条件が緩和できることを示す。実験は、真空チャンバおよび月の砂を模したルナレゴリスシミュラントを用いて行った。検証実験より、模擬条件における重力の影響の小ささを見出し、制約緩和の可能性を示すことができた。また、実験より明らかとなった、真空中と大気中とでの着陸時の月面土壌の挙動の違いについても併せて述べる。
In this paper, we discuss a method for scale modeling on landing behavior of a lunar probe. The phenomena of landing behavior are examined by experiments and the scaling law is derived. Theoretical result from rigorous derivation suggests that the scaling ratio should be one-sixth for the lunar probe. However we investigate the possibility to relax this condition based on the results obtained from impact experiments in a vacuum chamber with simulated lunar soil. The experimental results suggest that gravity forces do not dominate the landing dynamics, and the relaxed scaling law which eliminated gravity forces allows us freedom in the size of the model. We also compare the landing behaviors in the air and in the vacuum environment by the experiments.
資料番号: AA0063481039