Vol.3迫近宇宙之谜 ©JAXA

人类所处的这个宇宙存在着许多未解之谜。为探寻这些宇宙之谜,人们开发了各种宇宙探测器。本公司的技术就被运用到名为”隼鸟号”的小行星探测器中。探测器到达小行星后,一个叫做”霍恩(号角)”的设备会从探测器中伸出并像波纹管一样延展开来。来自小行星的岩石碎片等会被吸入这个设备,并立即封存到回收胶囊中,以免与其他物质混在一起。”隼鸟号”就是这样把与宇宙诞生秘密相关的样品完好无损地带回地球的。让我们来介绍一些”隼鸟”样品采集装置中蕴含的惊人技术。

2010年6月,小行星探测器”隼鸟号”成功返回地球,这不仅使日本人,也令全世界大为感动。从探测器回收来的胶囊中发现了来自小行星”丝川”上岩石的微粒子。这是人类宇宙开发历史中,首次在地球引力外的天体表面上着陆并带着样品成功重返地球。而为这次重大发现做出贡献的正是由本公司开发的样品采集器。

探测器的底部搭载着叫做”霍恩(号角)”的长筒状设备,这就是样品采集器的中心部分。当”隼鸟号”接触到小行星表面时,投射器会将小子弹射向小行星的表面,冲击震荡起来的物质碎片会经过”霍恩”进入”隼鸟号”内部。”霍恩”的底部有用于回收样品的采集容器以及将容器送至回收胶囊的装置。样品被送入探测器内部的采集容器后采集容器会被送入回收胶囊内密封保存。

采集装置里有8个运动部件,里面完全没有使用电机,几乎都是靠弹簧装置来完成动作的。令人不禁想起江户时代做工精巧的机关人偶。

盘旋在小行星表面的上空

降落,上升,撤离

采集样品的瞬间

东北大学吉田研究室提供

“糸川”(小行星25143)是一个人类从未踏足过的天体。我们完全无法想象着陆点表面会是一种什么状态。只能根据各种假设情况来设计”霍恩”的材料以及角度等。设计的重点在于将”霍恩”的一部分设计成波纹管结构。这是一种在发射卫星的阶段能够折叠收纳,发射成功后可以伸展开来的结构。此设计的灵感来自日本灯笼。设计者在爱媛县新居滨市火车站购买了作为当地土特产的灯笼后,对其构造进行了研究。

波纹管表面部分使用了特殊纤维,以免小行星岩石等反弹穿透”霍恩”造成卫星的损坏。另外在相当于灯笼骨架的部分,还在纤维里面缝入了弹簧。

搭载在卫星上的零部件,既要保证很高的抗冲击和抗震动性能,还要轻便。为了能减少哪怕一克重量,所有金属部分都使用了铝合金或镁合金材质。为配合观测需要,”霍恩”的一部分需要涂黑,因此在波纹管上用手工卷上了黑膜。

在高精尖的结构设计里,还很意外的存在一些模拟技术。从最初开始讨论规格样式,到几度变更规格样式,进而在真空状态中进行的无数次试验,再到后来与探测器本体的结合试验等,到最终完成经过了7年的岁月。

在”隼鸟号”设计中培养出来的技术人员的技术诀窍与热情被”隼鸟2号”继承。照片中是新老开发人员。

设计开发样品采集结构的本公司量子机器事业部,曾进行过搭载在”光(AKARI)”、”朱雀”等科学卫星的低温观察设备、海面温度分析传感器的反光镜设备、太空中的气体合成实验设备等的开发。拥有这些搭载在卫星上的机器的设计经验技术诀窍,也是这次开发成功的一个重要因素。

设计以及制造团队能够保持8年不变的积极性和工作热情,更是不容忽视的原因。

预计于2014年开始的”隼鸟2号”项目将会继承”隼鸟号”项目的成果对更有可能存在有机物体的其它小行星进行探测。探测器的结构基本相同,但这次会对部分采集结构进行改良,以便采集到更多样品。

本公司业务部门在高震动、高真空、极限温度条件中使用设备的制作方面积攒的技术诀窍,不仅会应用于其他卫星技术上,还会广泛应用在医疗器械等其他业务领域。