RERA-MAW-2
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| 重心位置計測 |
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| 慣性モーメントの計測 |
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| 工業用ミシンを用いた裁縫の様子 |
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| エアロシェルとFM(フライトモデル)の接着 |
北海道大学宇宙輸送工学研究室の研究室ブログです
RERA-MAW-2
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2025年12月19-20日にて開催された日本機械学会第34回スペース・エンジニアリング・コンファレンス [SEC’25]にて,「群知能アルゴリズムを⽤いた超⼩型衛星GNSSデータに基づく地球超低軌道の大気密度推定」という題名でポスター発表を行いました.そして,最優秀ポスター賞を受賞いたしました.
学会まで
とある日に,学会でのポスター発表に出ることとなり,ポスターを作成することになりました.
私は学部生であり,当時は学会の経験が全くなかったため,学会でのポスター発表というものをあまり知りませんでした.そこで,まずは参考もかねて,第69回宇宙科学技術連合講演会(うかれん)にて,他の学生のポスター発表を見学に行きました.うかれんは規模が大きく,会場には多くのポスターが掲示されており,構成や表現の点で参考になるものが数多くありました.特に,北海道開催であったことから北大の知人のポスターを見ることができ,その後のポスター作成において大きな参考となりました.
そして,とりあえずポスターを作成してみようと,学会前の2,3週間ほど前から作り始めました.ポスターはできる限り文章量を減らした方がよいため,手法の説明などでてこずりながら苦難に苦難を重ねながら,なんとか第一稿を完成させました.そこで,先生や先輩方に確認をしてもらったところ,まだまだ粗いことが再確認され,大幅な直しを決行することとなりました.学会までの時間も迫る中,できるだけ推敲を重ねていき,印刷しなければいけない日までに,なんとか発表用のポスターを完成させることができました.しかし,ポスター発表ではポスターの完成だけでなく,口頭での説明練習も重要であるため,短時間で要点を伝えられるよう,学会当日まで練習を行いました.
ポスター発表
発表は福岡県柳川市の柳川市民文化会館にて行われました.私はALSS学生ポスターセッションという枠の中で,数理最適化を用いた超小型衛星NinjaSatの実測GNSSデータに基づく超低軌道の大気密度推定についてポスター発表を行いました.
本学会には博士課程の先輩と二人で参加しました.会場は空港から1時間程度かかる場所にあり移動はやや大変でしたが,前日から当日まで先輩にサポートしていただき,無事に発表を行うことができました.
今回のポスター発表は,部屋の一室に十数枚のポスターが張られて,ポスターの脇に立って発表を行うという形式でした.この発表のコアタイムは1時間ほどであり,その時間内にて発表および審査が主に行われました.発表のコアタイムが始まると,審査員っぽい人,口頭発表をしていた学生,企業関係者など,さまざまな立場の方と研究について議論することができ,とても有意義な時間となりました.
2025年 3月から6月の間,またまたドイツ航空宇宙センター(DLR)に研究のために滞在してきました.2年連続2回目の出場です.
DLRでは昨年同様に,プラズマを生成できるアーク風洞を使った通信ブラックアウトの再現とガス噴射による低減効果の実証を目的とした実験を実施しました.昨年トライしたところなかなか面白い結果が見られたので,再現性の確認や計測の高精度化などを行いました.
例によって実験に関する写真は載せられないので,観光日記みたいになってしまいますがお付き合いいただければと思います.
また,ドイツ滞在の最中にフランス・アルカションで開催された国際学会FAR(https://atpi.eventsair.com/far2025/)と,帰国後すぐに東京で開催されたISFV21(https://www.isfv21.org/)にて発表してきましたので,そのことについてもここで報告します.
| DLRの門の前にて,たまたま来ていたDr. Ethiraj Venkatapathy(左)と著者(右), Köln |
| 1318年創業のBrauhaus Sion(https://www.brauhaus-sion.de/en/)でいただいた,Kölschというケルン地方のビール.冷たくて日本のものより飲みやすい.下のコースターを被せるまで注がれるわんこそば形式. |
REERA-5
気球実験
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| RERA-5カプセル(重心位置を後方に設置するため、例年より後ろの筒が長いんです…) |
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| 送信されてきた姿勢データを確認するためのQuick Look画面におけるカプセル姿勢の一例(完全に回転してますね) |
その他
小型成層圏気球投下による剛体・柔軟エアロシェルの自由飛行実験
低弾道係数型の空力減速技術
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| RERA-5 (剛体エアロシェル実験機) |
剛体エアロシェルと柔軟エアロシェルの空力動的姿勢不安定
RERA-5&RERA-MAW-1
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| RERAの実験シークエンス |
まとめ
論文の概要
本研究室で継続的に実施しているエアフィルム効果による通信ブラックアウトの低減化研究の成果が,Communication blackout and aerodynamic heating reduction via air film for hypersonic spacecraftとしてJournal of Applied Physicsから出版されました.本論文では1970年代に実施された再突入ミッション機であるRAM Cを対象に,ガス噴射によって通信ブラックアウトと空力加熱を同時に低減できる可能性について示しました.
宇宙機が大気圏に突入する際,その速度はマッハ25を超えることもあります.この超高速によって,機体の前には強い衝撃波が発生し,周囲の空気は高温になります.この高温が,宇宙機にとって重大な2つの問題を引き起こします.
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| ガス噴射による空力加熱と通信ブラックアウトの同時低減のメカニズム.機体前方で発生する強い加熱とプラズマ気流を機体から遠ざけることで低減化を図ります. |
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| 宇宙機からのガス噴射によるエアフィルムの形成.機体上側にモヤモヤとしたガス層が,後方の広い範囲まで及んでいることがわかります.この空間内部を電磁波は通過可能であり,また機体表面の加熱率が低下している様子が見られます. |
あとがき
この手法の検討は2020年頃から始めて,風洞実験での効果実証からいよいよ再突入環境での有効性を示すまでに至りました.過去に出した論文がきっかけになったかはわかりませんが,ブラックアウト関連の研究成果を最近よく見るような気がします.本研究もその一助となればと願うばかりです.
論文
本論文は以下からアクセスできます.こちらはオープンアクセスなのでどなたでも読むことができます.
Takashi Miyashita, Yuji Sugihara, and Yusuke Takahashi, “Communication blackout and aerodynamic heating reduction via air film for hypersonic spacecraft”, Journal of Applied Physics, 7 May 2025; 137 (17): 174701. https://doi.org/10.1063/5.0250348
T.Miyashita
2024年3月から7月の間,日本学術振興会の若手研究者海外挑戦プログラムの支援を受けて,ドイツ,ケルンにあるドイツ航空宇宙センター(DLR)に滞在していました.ここでは,滞在期間中のことをざっくりと書き残そうと思います.
DLRではこれまで継続的に行なってきた通信ブラックアウトのアーク風洞による再現とガス噴射による低減効果の実証実験を行っていました.DLRは世界有数の出力を誇るアーク風洞L2Kを備えていて,実験のスケールアップと様々な観測による現象理解を目的としています.実験写真が載せられないので,詳細は論文化した際にまたブログで紹介します.ここではドイツでの私生活の部分を中心に記そうと思います.
| DLR内部の様子. Hypersonic/Supersonic Department にお邪魔しました. |
日本のパスポートは最強なので普段の海外旅行では意識しませんが,海外での長期滞在にはビザを取得する必要があります.今回のケースではドイツでの滞在期間が90日以上ということで,研究ビザを取得することになりました.ドイツに入国後にも申請できるらしいのですが,日本にいて日本語でできるならそっちの方がオススメです.とはいえ,いろんな書類を用意して東京にあるドイツ大使館まで赴く必要があります(書類提出のほかに指紋のスキャンを取られました).意外と手間なので滞在期間が決まったらすぐに動き出すべきですね.
| ドイツ大使館の入り口 中に入るにはパスポートが必要だったり周囲は大使館や教会がたくさんあったり,外国の雰囲気. |
ドイツ語で何と書いているかは読めませんが,何が書いてあるかは分かる不思議.
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| ボンの気球フェスティバル. のはずが,強風のためクレーンに吊るされて上下させられる可哀想な気球. |
| 隣国ルクセンブルクにあるルクセンブルク大学(盧大?)に研究室訪問. 遠く離れた土地にいる近い分野の研究者とのお話は貴重で有意義な経験でした. |
RERA-MAW-2 毎年、ゴム気球を用いた薄殻型カプセルの自由飛行試験RERA (Rubber balloon experiment for reentry capsule with thin-type aeroshell) を行っています。今回の試験RERA-MAW-2では、...