レーザーアブレーションによる宇宙デブリ除去システムの研究

第6回スペースデブリワークショップ (2014年12月17-19日. 宇宙航空研究開発機構調布航空宇宙センター(JAXA)(CAC)), 調布市, 東京

6th Space Debris Workshop (December 17-19, 2014. Chofu Aerospace Center, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)(CAC)), Chofu, Tokyo, Japan

宇宙デブリの除去のために、超広視野望遠鏡と超高輝度宇宙レーザーを組み合わせたシステムを構想している。最近のオプトエレクトロニクスの発展により、広範囲をもれなく走査してデブリの位置決定ができるようになってきた。超広視野望遠鏡として、宇宙から飛来する超高エネルギー宇宙線の検出用に開発しているEUSO望遠鏡の利用を検討している。EUSO望遠鏡は±30度の広視野で、数マイクロ秒の時間分解能を持ち、デブリのリアルタイム検出が可能である。この望遠鏡の出力から位置を粗決定し、レーザービームを照射する。その反射信号からデブリの位置を精密決定し、高出力レーザーのエネルギーをデブリに集中させ、プラズマアブレーションを起こす。その反力で宇宙デブリを減速して地球に再突入させる。本発表では、この除去システムのコンセプトと超広視野望遠鏡の出力から位置を粗決定し、レーザービームを照射するシステムの試作プランを紹介する。

We study a design for an orbiting debris remediation system comprised of a super-wide field-of-view telescope (EUSO) and a novel fiber-based laser system (CAN) operating from the International Space Station (ISS). The EUSO telescope, has been designed for operation on-board the ISS for the detection of ultra-high energy cosmic rays. Equipped with 2.5 m optics and a field of view of ±30 degrees, the EUSO module can also be utilized for the detection of high velocity fragmentation debris in orbit near the ISS. Once detected, the CAN laser system delivers a sequence of pulses to the debris surface inducing ablation and hence momentum impulse to reduce its velocity. The range of the detection/removal operation can be as large as 100 km. We present a development plan of concept model of the detection system.

形態: カラー図版あり

Physical characteristics: Original contains color illustrations

資料番号: AA1530025046

レポート番号: JAXA-SP-14-013