往時宇宙飛翔物体 システム機械設計屋の彼是

往時宇宙飛翔物体 システム機械設計屋の彼是 宇宙blog

人工衛星の設計・製造・管理をしていた宇宙のシステム・機械設計者が人工衛星の機械システムや宇宙ブログ的なこと、そして、横道に反れたことを覚え書き程度に残していく設計技術者や管理者、営業向けブログ

品質保証部

【基礎から知りたい】代替の経済性(economies of substitution):再設計するコストは新規のシステムを構築するコストを上回る

代替の経済性(economies of substitution) 代替の経済性(economies of substitution)とは、最初から再利用や交換を考えて設計した製品の開発コストは、製品を再設計するよりコストが低いことを示す概念です。 生産までに時間がかかる製品 人工衛星は、いま世…

【機械設計向け】民生品を宇宙機に利用した際に寸法が許容できずに発覚した不具合事例 | Lessons Learned、失敗学、事故事例

民生品を推奨して、人工衛星の価格を下げるというのが小型衛星開発の設計の流れがあります。 しかし、民生品を利用するということはいくつかのリスクを含んでいます。 少し時間がたっている事例ではありますが、民生品を使用した際に発生しうるリスクを簡単…

【宇宙の技術は役に立つ】宇宙機のポンプ技術は補助人工心臓である心臓ポンプに応用されている

credit:NASA https://images.nasa.gov/details-jsc2004e26519 NASAのテクノロジーが命を救う 宇宙機(人工衛星、探査機、宇宙船)の技術は、宇宙だけではなく地上でも使われています。 病気が原因での世界で確認されている最大の死因のひとつに「虚血性心疾…

【電気・機械設計者向け】静電放電(ESD)による人工衛星破壊を最小限にするための設計手法 | Lessons Learned

静電気でパソコンが壊れるという話を聞くことはありますが、あまり人工衛星で壊れるという話は聞いたことがないかもしれません。 人工衛星も電子機器であることから静電気で壊れます。 人工衛星は軌道上に上がると故障の原因を調査することがかなり難しいで…

【機械設計者向け】あっさり解ける!転倒角の計算方法

転倒角を計算しよう 最初に言います。転倒角には総重量は関係ありません。 転倒角は地面や床に置いたときに何度傾ければ倒れるかを計算したものです。 床と固定していれば転倒角の計算は必要なく、固定している素材(ネジや接着剤)の強度に依存していきます…

【機械設計者向け】金属3Dプリンタで使える部品とロケット

今回は金属3Dプリンタにより製造する部品を使用するうえでの考え方をまとめました。 目次 金属3Dプリンタで許容できないもの それでも金属3Dプリンタ自体の製造公差が発生します。 ロケットと金属3Dプリンタ 3Dプリンタで推進薬タンクを製造する 参考文献 金…

宇宙業界用語「JAXA認定品」とは

JAXA認定品とは、人工衛星、宇宙ステーション、ロケットなどの宇宙機に使用可能な品質レベルを満たしていること部品に対して、製造する設備も含めて認定した対象の電気電子機器及び部品のことをいいます。 また、JAXAでは電気電子機器及び部品のことを認定品…

【電気設計者向け】宇宙機の電力システムの過電流による障害 | Lessons Learned

宇宙機の電源制御システム障害 放射線による過電流での障害は発生します。 mechanical-systems-sharing-ph.hatenablog.com 過電流は、突入電流やインラッシュカレント(インラッシュ電流)と様々な呼び方があります。 今回は放射線による過電流ではなく、回…

【機械設計者向け】火星の未知の環境でNASAが直面した着陸時の衝突回避方法 | Lessons Learned

宇宙開発は数年掛かりで開発します。 しかも、打上げロケットや打上げ軌道が決まっている場合は、スケジュールをずらすことが難しいのが現状です。 数年掛かりといえど、かなりタイトなスケジュールを強いることが多いんですね。 そのスケジュールの中で、機…

【組立作業者向け】コネクタが緩むと高い電気抵抗が発生する | Lessons Learned、失敗学、事故事例

コネクタが緩むと高い電気抵抗が発生する スマホや携帯、PCの電源のコネクタは、取付け・取り外しがし易い形状をしています。 宇宙では逆にコネクタが外れないようにしなければなりません。 一番の理由はロケットで打ち上げた際の振動で、コネクタが緩みます…

【設備管理者向け】宇宙向けのサンプルが失われた設備の管理ミス事例 | Lessons Learned、失敗学、事故事例

定期メンテナンスの連絡不十分で重要な試験で宇宙向けのサンプルが失われた事例 定期メンテナンスは、設備の寿命を効果的に伸ばすことに役立つ。 定期メンテナンスをしないと、設備が突然壊れた時に、最初から致命的になりかねない。 私たちの知らないところ…

【設備管理者向け】小型振動試験設備の長期間使用のためのクリティカルなパーツ

各種環境試験(振動試験、熱試験用真空チャンバー、電波試験、電磁適合性試験)の保守 試験装置の保守メンテナンスは、装置そのものを長期間使用させることと同時に、新たに設備投資をすることなく、一定の成果を出すためにコスト面でも非常に重要な要素となり…

【機械設計者向け】サーファーの技術がロケットの問題を解決した海外では有名な事例

サーファーの技術が宇宙開発を救った #TIL that engineers had issues with the honeycomb insulation on the #SaturnV second stage, so they ended up hiring local surfers from #SealBeach CA, who had experience in working with the material, to app…

【試験作業者向け】試験装置の配線も確認せずに供試体が破壊された後の今後の対策 | Lessons Learned、失敗学、事故事例

試験前に試験機器の機能を確認しておく 試験前の事前確認は重要です。 例えば地上試験装置(GSE)を外注し、外注の検査結果をもって試験に挑んだとしても、データが取れなかったなんて言うことはよくある話です。 出荷時点で問題なかったとしても、試験コン…

熱試験で白金温度センサーに異常値・トラブルが発生した理由(2003) | Lessons Learned、失敗学、事故事例

宇宙環境試験の温度センサー Credits: NASA https://images.nasa.gov/details-MSFC-202100027 画像は熱真空試験を実施するために、人工衛星を熱試験治具で囲んで、チャンバーに入れるところです。 あの黒い物体が熱試験治具になります。これはヒーター方式で…

導電性のある炭素繊維(カーボン)/樹脂複合材でも宇宙空間で空間電荷の影響を受ける | Lessons Learned

導電性のある炭素繊維(カーボン)複合材でも宇宙空間で空間電荷の影響を受ける 宇宙機開発において注意するべきものは、グランドという考え方です。 既製品や一般製品の場合、アースという考え方があり、グランドはアースに似て異なる考え方です。 アースは…

放射線遮蔽対策せずに国際宇宙ステーションで使用された市販のコンピュータについて

放射線遮蔽対策を真っ向から否定した宇宙用コンピュータ 電子機器が宇宙空間に曝されたときに問題となるのが放射線です。 放射線は電子部品のデジタル信号を狂わせ、運悪く半導体部品に衝突すると使えなくなります。 放射線の種類によっては長時間されされる…

電気の実作業(保守点検、設置)における危険な現象4選

現代の世の中は電気に囲まれて生きている。 電気を制御し、あらゆる機器を動かしているわけだが、それを製造・管理している職業の人たちは、職場での電気の危険性について注意しておく必要がある。 本記事では電気的危険性のある事象をまとめた。 電力機器あ…

地球軌道上の放射線危険地域の南大西洋異常帯(SAA):シングルイベントが発生しやすい地域

地球軌道上の放射線危険地域:南大西洋異常帯 Credits: NASA https://images.nasa.gov/details-PIA14441 さて、前の記事では地球圏の高度における放射線量をまとめています。 これらのデータは、主に電子部品の劣化させていく、トータルドーズ効果Total Ioni…

地球軌道上の放射線危険高度:トータルドーズ効果が発生しやすい高度

宇宙は宇宙放射線に常にさらされている 宇宙環境では多くの電子機器に放射線を受けます。 放射線を受けると、電子部品の性能が劣化します。 また、放射線のエネルギーを受けて、デジタル信号も変化することがあります。 これらは放射線の1つ1つのエネルギー…

宇宙機のセラミックコンデンサの熱や機械的負荷の影響 | Lessons Learned、失敗学、事故事例

宇宙環境試験に供するセラミックコンデンサの注意点 コンデンサは、充電や放電を行うことで、電圧の変化を吸収したり、電気の通り道で余計なノイズを横道にそらしたり、直流はさえぎり周波数で信号をより分ける機能があります。 セラミックコンデンサは、誘…

太陽電池パドルの展開検知スイッチの未起動で異常事態となった事例 | Lessons Learned、失敗学、事故事例

惑星探査人工衛星マゼランのソーラーアレイの展開の兆候 Credits: NASA https://images.nasa.gov/details-s30-72-046 太陽電池が必要な人工衛星は、電力消費が多く、使用頻度の高いミッションを行う場合に搭載されます。 展開パドルが働かなければ、人工衛星…

火星探査用のローバーのタイヤがパンクした事例(火星探査プロジェクトMSL) | Lessons Learned、失敗学、事故事例

火星探査プロジェクトであるMSLのローバーホイールの早期摩耗 2021年現在、火星や月をローバーと呼ばれる車両が走行する計画が上がっています。 現在も多くの車両が研究開発されています。 今回の教訓は、想定していた最悪ケース以上のケースが発生し、ロー…

軌道での温度変化を考慮しなかったためにSバンドアンテナが故障した | Lessons Learned、失敗学、事故事例

気象衛星NOAA-15(NOAA-K)のSバンドアンテナの故障 Credits: NASA GOES-L https://images.nasa.gov/details-KSC-99pp0489 極軌道気象衛星は、南北の極付近を通り赤道を大きな角度で横切る軌道を持っています。 これは、低高度(NOAA の場合は約850km)を短…

光学機器搭載の人工衛星に必須な汚染対策 | Lessons Learned、失敗学、事故事例

宇宙機搭載イメージングカメラの汚染への対応(1999) 人工衛星において光学観測は、その結果が見た目でも分かりやすく、直観的にも出来を判断されてしまいます。 地上のカメラにおいても、保管方法を間違えてしまえば、レンズにカビが生えたり、汚れが付着…

振動音響などの応答を考慮した構造設計荷重を導出するための組み合わせ方法 | Lessons Learned、失敗学、事故事例

振動音響などの応答を考慮した構造設計荷重を導出するための組み合わせ方法 振動試験より音響試験は物理的に難しい。 試験コンフィギュレーション上は、それほどと思うかもしれないが、小型衛星の場合はその限りでないかもしれないが、数メートル級の音響設…

見て学ぶ!振動試験の動画一覧【宇宙機、人工衛星と振動試験】

以前、展開機構のYOUTUBEをまとめていたのですが、今回は振動試験物の動画を集めてみました。 mechanical-systems-sharing-ph.hatenablog.com 振動試験をはじめて実施することになった方へ何かしら参考になればと思います。 動画紹介なので、ちょっと重い。 …

電子部品のための電子回路の設計とワーストケース解析を行うためのアプローチ方法 | Lessons Learned、失敗学、事故事例

電子部品のための電子回路の設計とワーストケース解析 人工衛星は軌道上に打上げられると修正を加えることができません。 宇宙という、日常でも、多くの機械が動く工場の中とも違う環境下で回路が動くことになります。 機能を満たすことはもちろん、性能の範…

振動試験時における「オーバーシュート」(目標値を越える振動の負荷)の注意 | Lessons Learned、失敗学、事故事例

振動試験時における「オーバーシュート」(目標値を越える振動の負荷)の注意 Credits: NASA https://images.nasa.gov/details-AFRC2020-0012-13 振動試験装置にはオーバーシュートと呼ばれる事象が発生します。 オーバーシュートは、振動の入力レベルを越えた…

電子機器内部では振動試験により基板のリード線が破損、切断される | Lessons Learned、失敗学、事故事例

電子機器内部では振動試験により基板のリード線が破損、切断される Credits: NASA https://images.nasa.gov/details-PIA24024 NASAの基準(スタンダード)の中には、リード線、ハーネスやケーブルの設計に対する規定があります。 ロケットの打上げ振動によりリ…