はやぶさ製作記　その５

久しぶりの製作記です。
その割には、今回もあんまり進みません(^^ゞ

前回は、電飾の配線計画で悩んでいるというところで止まっていましたが、今回はその前にイオンエンジン部分の工作から始めます。

と、ここで恒例となった一口メモ「イオンエンジンについて」。

電気推進の一つで、イオンの持つ電荷を利用したエンジン。
推進剤であるキセノンを加速させることで発生したイオンを噴出し、推進力とするもの。
最大の特徴は「燃費のよさ」。従来の化学エンジン（例えばジェットエンジンなど）の10倍の燃費と言われる。はやぶさの場合、キセノンを６６kg搭載し、イトカワまで往復したが、帰還時にもまだ２０kgくらい残っていたと考えられている。
ただ、一方で推力はきわめて弱い。地球上なら1円玉を持ち上げられるかどうか。
はやぶさ以前のイオンエンジンは電極型が主流だったが、はやぶさに搭載されたのは「マイクロ波型」。このタイプの実用化は、はやぶさが世界初。
また、イオンエンジンとスイングバイを併用した探査機の加速成功も世界初。
なお、ひとつの探査機に４基搭載というのは珍しい。なぜ４基かというと、「駆動させるエンジン数により推力を変えられるから」と「冗長性を考慮したから」。

実はこのイオンエンジン、単なる推進装置という役割だけでなく、スラスター的な役割も出来るように作られています。
すなわち、イオンエンジンの基部が蛇腹状になっており、そこが数度傾けられるのです。
キットではその蛇腹が省略されています。
そこでその再現にチューインガムを巻きつけてみました。

んー、イマイチ。
蛇腹が上から下に向かって広がっています。また、イオンエンジンの付いている板（ジンバル）のへりがきれいに出ていません。
作り直し！
ということで、こんな感じに。

次に噴射口の工作です。
一部の方の工作記事を見ると、「噴射口はハニカム柄」としているようですが、こちら↓の文献を見る限り、丸い穴が大量に空いているという構造です。
「イオンエンジンによる小惑星探査機「はやぶさ」の帰還運用」（←ググって下さい）

で、挑戦。

失敗。（画像が小さいので分かりにくいのですが、噴射口ひとつに、穴が２つくらいしか無い・・・）
他に方法が無いかといろいろ考えたのですが、思いつかなかったので潔くあきらめ、クリアーブルーで塗った透明プラ版を貼り付けるだけにしました。


さて、お次はいよいよ電飾の配線計画。
前回のブログ以後、いろいろな案を考えました。

案１：小さなバネを台に取り付け、はやぶさ本体下部に穴を開けて内部の配線に接触させる
思いつく最小のバネがこちら↓

シャープペンメーカーの方、ごめんなさい。
でも、バネの直径が５mm。ということは最低でも６mmくらいの穴を開けないといけない。それはちょっと・・・。

案２：バネははやぶさ内部に仕込み、台にはバネに接触させるための端子をつける
イメージ図↓

バネは端子同士を確実に接触させるための仕掛け。
うーむ、構造が複雑すぎる気が・・・。

案３：はやぶさ内部に可動端子を薄いプラ版で作り、これと台の端子を接触させる
試作品で実験したところ、これがもっとも単純な構造でありながら、確実に通電させることができる方法だと確信しました。ちなみに端子は、プラ板の上にアルミテープを巻きつけました。
こんな感じ↓

ふーっ、ようやくここまでたどり着いた。
とりあえず中間報告の図。


次にサンプラーホーンの製作に取り掛かります。
まずは一口メモ「サンプラーホーンとは」。
イトカワの表面にある物質を採集するための装置。
採集方法はトリモチ方式、回転ブラシ方式、ガス噴き付けによる舞い上がり方式など数々の方法が検討されたが、結局、弾丸を発射し、砕けた試料をカプセルまで舞い上がらせる方法が採用された。
この方法は世界初の技術で、現在では各国で採用されている。
実際の運用では弾丸が発射されなかったようだが、計３回試みられたイトカワへのタッチダウンのうち２回目に、約１時間程度、イトカワ表面にはやぶさが着地した（この間、カプセルの入口は開放状態）ため、試料の採取に成功した。

製作に当たって、まず資料集め。
JAXAの相模原キャンパスに実物大模型がありますが、これがあまり信用ならないというのは、はやぶさモデラーの間では通説。
よって参考にしたのは下の写真と文献。

「接地摩擦を考慮した小惑星探査機の運動シミュレーション」（←ググって下さい）
うーむ、写真はイマイチ不鮮明だし、論文は試作機のことを言っているようだし・・・。
とりあえず、本体中ほどは蛇腹の上にヘリカルスプリングがおごってある様子ですが、キットはこんな感じ。

中ほどを２mmプラ棒に交換した後、またまたチューインガム巻き付け。

上においてある黒い蛇腹はストローを黒く塗ったものですが、太すぎるので却下。
銅線とプラペーパーを使ってそれらしく成形してみました。

うーむ、なんか違う気がする。作り直そうかな・・・。

といったところで、今日はここまで。
こんなペースで、目標である「年内完成」が実現できるのかな・・・。

でも、こんなことも同時並行でやってたりして(^^ゞ