IKAROS
INTERPLANETARY KITE-CRAFT ACCELERATED BY RADIATION OF THE SUN

太陽帆とは何か

光にはわずかな運動量があり、反射する膜には圧力がかかる。力は非常に小さいが、燃料を消費せずに長時間受け続けられる。深宇宙では、この小さな加速を積み上げることで新しい軌道設計が可能になる。

「電力セイル」という発想

JAXAは、IKAROSを太陽光圧で進み、膜上の薄膜太陽電池で電力も得るソーラー電力セイルと説明している。将来、膜で発電した電力をイオンエンジンへ送れば、光子加速と電気推進を組み合わせた柔軟な深宇宙航行が狙える。

棒なしで膜を広げる

巨大な帆を支柱で広げると重くなる。IKAROSは機体を回転させ、遠心力で膜を展開して張力を保つ方式を採った。軽量化と大型化の両方を狙うため、展開方式そのものが実証の中心だった。

金星へ向かう相乗り実証

IKAROSはあかつきと同じロケットで打ち上げられ、金星方向へ飛んだ。主目的は金星探査ではなく、惑星間空間で帆を開き、姿勢を制御し、光圧による加速を確認することだった。

IKAROSの設計は、巨大な薄膜を小さく畳み、宇宙で回転展開し、姿勢と発電を同じ膜で扱うところに特徴がある。硬い構造物ではなく、柔らかい膜を力学で形にする宇宙機だった。

薄いほど難しい

膜は薄く軽いほど推進には有利だが、展開、しわ、破れ、姿勢安定が難しくなる。IKAROSは0.0075mmのポリイミド膜を使い、実際の惑星間空間で扱えるかを試した。

将来のハイブリッド推進へ

ソーラー電力セイルの最終的な狙いは、膜で光を受け、同時に発電し、電気推進へ電力を渡すことにある。IKAROSはその最初の小型実証だった。