最后是第三項基礎技術“大型結構體組裝技術”。
為了讓空間太陽能發電系統擁有相當于1座核電站的1GW的發電能力,必須要在宇宙空間構筑并配置幾公里見方、重達幾萬噸的巨型太陽能電池板和發射天線,組成空間太陽能發電衛星。
在宇宙空間構筑幾公里見方的大型結構體
巨型載人實驗設施“國際空間站(ISS)”從1998年開始在約400km高空的軌道上進行組裝,雖說是巨型,但建成時的尺寸只有大約108m×73m,體積約為1200m3,重量約為419噸。而且,空間站所在的近地軌道的高度只有地球靜止軌道的百分之一左右。與之相對比,也就不難想像配置大規模空間太陽能發電衛星的艱巨程度。
上土井說:“國際空間站是通過40多次發射,把大量的構件運往太空,由航天員通過操作機械臂、進行艙外活動,在軌道上慢慢組裝的。而空間太陽能發電衛星必須在地球靜止軌道上構筑面積達到數km見方的太陽能電池板和發射天線。這樣的工程根本無法單純依靠人工。因此,我們現在正在研發組裝裝置和依靠機器人的無人組裝技術。”
JAXA當前的目標是研發出100m規模結構體的無人組裝技術。從2010年度開始,研發的重點放在了展開桁架組裝技術上。
這種技術,是將發射上去時為折疊狀態的桁架結構體,使用專門的組裝裝置在軌道上自動展開并組合起來,將平板狀結構體以無人方式組裝。太陽電池板和發射天線都將設置在結構體上。
2012年度,JAXA曾進行了展開桁架結構體的自動展開、組合功能的地面驗證實驗,取得了良好的成果。
雖如此,但組裝中形態維持、姿態和軌道控制、熱變形補償等等,今后需要解決的課題還有很多。
“宇宙空間大型宇宙結構體的無人組裝技術是一項前所未有的技術,非常具有挑戰性。只要掌握了這項技術,就能大幅拓展太空任務的可能性,我們在研究之中感受到了巨大的成就感”,說到這里,上土井的眼中閃爍著光芒。
上土井等人現在開展的展開桁架組裝技術的地面驗證實驗(出處:JAXA) |
上土井接著說道,“其實還有一個堪稱最大的課題”。那就是如何以低成本將如此巨大的結構體構件送入地球靜止軌道。