impact experiments
米航空宇宙局(以下「NASA」と略す)は,金属を多用する1960年代の技術で製作された衛星を用いた衝突破砕実験を1992年に実施し,発生した破片の約10%を回収・分析して,衝突が原因である破砕により発生した破片を記述するNASA標準破砕モデルを2001年に公開した.しかし,近年の破砕(2007年1月に中国が老朽化した気象衛星を用いて実施した衛星破壊兵器実験や2009年2月に発生した米国通信衛星Iridium 33とロシア通信衛星Cosmos 2251との衝突事故)で発生した破片の特性がNASA標準破砕モデルでは記述できないことが報告されている.その理由は,軽量化のために多用されるようになった複合材,十分な電力を供給するために展開される太陽電池パネルおよび宇宙空間との熱輻射結合を小さくするために衛星表面を覆う多層断熱材から分裂した破片が関係していると考えられていた.
この研究では,炭素強化繊維プラスチック板を主構造とする小型衛星模型,太陽電池パネルおよび多層断熱材を有する小型衛星模型を用いた衝突破砕実験を計7回実施し,約10,000個の破片を回収・分析して,破片の面積質量比分布において,金属を含む破片と複合材を含む破片が独立したふたつのピークを形成すること,多層断熱材から分裂した破片が,金属を含む破片と複合材を含む破片が形成するふたつのピークとは別に,新たにふたつのピークを形成すること,が明らかとなった.
衛星の破壊試験
単純な板材などへの衝突試験は多いが、搭載機器を含んだ衛星全体への衝突試験は、世界的にも希有である。これは、一辺15cm角の筐体に、バッテリ,CPU,通信機,GPSなどを搭載した模擬衛星に対する、超高速衝突試験の高速度撮影写真である。
衝突で完全破壊された衛星から、1500個以上の破片が回収され、ひとつずつ分類・計量され、世界的に貴重なデータが得られた。なお、この衝突試験は 九州工業大学・計算力学研究室(赤星研究室)の超高速衝突実験施設で行われた。