宇宙航空研究開発機構研究開発報告

大気球研究報告

2018年2月

大气球专业委员会-委员长

——网与皮膜结合方法的开发

斎藤芳隆^*1，後藤健^*1，中篠恭一^*2，秋田大輔^*3，松尾卓摩^*4，松嶋清穂^*5，橋本紘幸^*5，田中茂樹^*5，島津繁之^*6

*1 宇宙航空研究開発機構

*2 東海大学

*3 東京工業大学

*4 明治大学

*5 藤倉航装株式会社

*6 ナカダ産業株式会社

摘要：我们利用在气球上盖上高张力纤维菱形网的方法，正在推进能够长时间飞行的轻超压气球的开发。2016年开发的体积为2000m³的NPB2-1气球，通过地面试验，确认了1040Pa的耐压性能（要求耐压性能的一倍），但判明是由于网的固定点被拉伸而从变形的皮膜破坏的。因此，研究了不增加生产工时就能增加固定点的缝制方法，发现双列直线缝制是适当的。该方法的优点在于，与以往的双锯齿状缝合相比，用缝针损伤网的风险小。首先，将该方法应用于体积为10m³的气球，固定被膜的熔接线上的所有网的交点，通过地面膨胀试验确认显示出10000Pa以上的耐压性能。接着，制作体积为2000m³的气球，确认显示出与1020Pa和先前试验的体积为2000m³的气球相同的耐压性能。今后，将使用该固定方法制作体积为7000m³的气球，通过飞行试验，实施证明能够长时间飞行的试验。

关键词：科学观测用气球、超压气球、膜结构物

图1:1000Pa施加时的NPB2-1气球

图2 NPB2-1气球的破坏部位

图3:网和膜的固定样品。均采用双列缝纫机，此为交错缝

图3:网和膜的固定样品。均采用双列缝纫机，此为直线缝。

图3:网和膜的固定样品。均采用双列缝纫机，此为为中间装有尼龙带的直线缝

图4:网和膜双列直线缝固定样品。上图一眼就有一条网线，下图一眼就有两条网线。在上图固定方法的情况下，网的位置限定在交点周围的四个线迹的内侧

表1:赤道长和子午线长差

图5:NPB001-6C气球，施加10000Pa时

图6:差压的时间变化

图7:周长与差压的关系

图8:子午线长度与差压的关系

图9:气球尾部吊装部结构的改进

表2:实施了耐压试验的网覆盖的气球的各项参数

表3:数据记录器测量项目

表4:子午线长度、标记间距离测量结果

图10:气球吊装

图11:满膨胀的气球（200Pa）

图12:熔接线的偏差。左下黑四角内是中央黑四角内的放大图

图13:破坏前的气球（1000Pa）

图14:气球破坏时（其1）

图15:气球破坏时（之2）

图16:压差随时间变化

图17:差压的时间变化（破坏试验时）

图18:大气压的时间变化

图19:气温的时间变化

总结和今后的计划

B16-02大气球实验报告：平流层微生物捕获实验Biopause

大野宗祐^*1，石橋高^*1，三宅範宗^*1，河口優子^*2，梯友哉^*3，奥平修^*1，山田学^*1，山田和彦^*3，高橋裕介^*4，原田大樹^*4，山岸明彦^*2，瀬川高弘^*5，野中聡^*3，石川裕子^*6，所源亮^*7，山内一也^*8，小林正規^*1，福家英之^*3，吉田哲也^*3，松井孝典^*1

*1 千葉工業大学惑星探査研究センター

*2 東京薬科大学

*3 宇宙航空研究開発機構

*4 北海道大学

*5 山梨大学

*6 リンカーン大学

*7 ISPA (Institute for the Study of Panspermia and Astroeconomics)

*8 東京大学

摘要：所谓“生物暂停”的位置、即生物圈的上边界以及地球上生物暂停的生物通量是理解宇宙中生命的普遍性和分布以及起源和演化的关键。阐明生物原因最直接的信息是中间大气中生命的分布和动态。我们使用JAXA的科学气球执行了一个名为“生物暂停”的科学项目，以全面掌握平流层（即中下层大气）中生物通量的动态。我们的第一次气球实验于2016年6月8日进行，使用新开发的下降惯性撞击器收集了平流层中的气溶胶颗粒。我们在世界上首次估算了平流层微生物的数量密度，包括不可培养的微生物。在本文中，我们总结了气球实验和样品分析的初步结果。

关键词：生物暂停、平流层气溶胶、气球实验、极端微生物、生物气溶胶

图1.冲击型采集装置的概念图。在实际机器中，决定并列设置多个喷嘴

图2.冲击板的附图

图3.喷嘴部的附图

图4.风洞试验时，设置在风洞内试样采集部

图6.平成28年度B16-02大气球实验的放球情况

图7.B16-02大气球实验的高度分布

图9 SEM图像一例

B16-02实验初期成果总结及今后展望