外宇宙着陸探査機/飛行型惑星探査機開発記/第四回　Duna地表面でキセノンガスの補給実験

飛行型惑星探査機開発記

前回

→第三回　KSPのバーションアップ

概要

Ver0.23.5では、イオンエンジンの出力が大きくなりましたが、
その分、燃料を食うようになりました。
機体の形状と性能は落ち着いてきたので、Duna地表面でのキセノンガス補給基地を建設
飛行型惑星探査機に対してキセノンガスの補給実験を行いました。

仕様

打ち上げ

※ver0.23で作成したロケットと混ざっています。

軌道母船と機体部

サバンナ号でDunaへ輸送中

機体開発コードネームは「Ion-Craft_R」
正式名称は、ダンデム翼の配置から「DragonFly」(トンボ)を与えようと思います。

0.23.5で追加された新パーツには、小惑星をつかむためのアームがあります。
このアームは、小惑星以外の物例えば緑やロケットの部品をつかむことも出来ます。
掴んだ部品とはどうやらドッキングと同じ扱いになるようで、燃料の移動などが行えます。
そこで、今回はDuna表面上で飛行型探査機へキセノンガスが補給できるか？
という実験をしてみたいと思います。

機体

アクショングループ

※軌道投下用パラシュート込

前回の機体は、推力不足を揚力で補うために多めに翼をつけていましたが、
今回はエンジンを1発、翼の数を減らし十分な量の太陽電池パネルを配置しました。
側面取り付け式のバッテリーの重量が無くなったので、バッテリーも側面取り付け式のものとしました。
一応観測機器とシートも乗せています。

空中減速用の逆噴射イオンエンジンを取り付けました。
これにより、接地寸前の空中での減速が可能となりました。
高度を下げて、地面ギリギリまで降りたらアクショングループを使って逆噴射
20m/sまで落としてから接地します。

機体をDuna表面に送る際には、今までの通りパラシュート減速です。
ただ、なんで今回の機体タイヤの数を減らしてしまったのだろうか・・・・？

軌道母船兼補給基地

アクショングループ

今までは機体に寄り添うように設置していた軌道母船を飛行型探査機後方に移動しました。
KSPver0.23の実験時は、小型のキセノンガスタンクコンテナを投下して地上でドッキング、
キセノンガスを補給する計画でしたが、一度も成功しない上に、
かなり難しいので新しく追加されたアームを使い軌道母船をDuna表面に下ろして
キセノンガス補給基地としてキセノンガスが補給できるのかを実験します。

着陸脚にはサスペンションがついていますが、地面からアームまでの高さが変わってしまうと困るので、
頑丈な鉄骨式着陸脚にしました。

実験

補給実験

最初に機体をDuna表面におろした後、補給基地を機体のすぐそばへ軌道上から投下します。
機体から10kmほど離れた地点に投下しました。

機体重量に対してパラシュートが足りていないので、エンジンを吹かして減速しながら着地しました。

太陽電池パネルを広げて、ライトを点灯させて基地の展開完了です。
補給基地の近くまで機体を飛ばして、アームを使ったキセノンガスの補給実験を行います。

機体を補給基地すぐ近くまで飛ばします。あとは、ローバータイヤで移動して
機体の何処か一部をアームに掴ませます。
が、これがなかなか掴んでくれません。
小惑星をつかむときに角度がきついとキャッチしてくれないのと同じようです。
もう少し取り付け角を調整するか、別の取り付け方法を試したほうがいいかもしれません。

やっとのことで翼の端っこを掴んでくれました。
機体のキセノンガスも満タンになりました。

キセノンガスを満タンにしたら、燃料の消費と航続距離を調べるための長距離飛行実験です。

飛行実験

前翼の補助輪が無いため転ぶと即破損します。(次はちゃんと増設しよ)
離陸は、イオンエンジンを全力噴射、地形を見極めて30m/s以上になったら機首を上げて離陸します。

後はイオンエンジンを最大出力で吹かして高度をある程度あげたら
イオンエンジンの出力を0.3kN程度に落として水平飛行に入ります。
山に激突しそうな場合には出力を上げれば、勝手に高度が上がります。
エンジンを切ってもしばらく滑空できるので、機体の安定はSASに任せてエンジン出力の操作に集中できます。
50m/s、高度5000mあたりを飛び続けます。

もちろん4倍速にしても機体は安定して飛ぶので、惑星上を素早く移動することが出来ます。

着陸態勢に入ります。
キーボード「2」を押してエンジンをカット、逆噴射エンジンを作動させます。
逆噴射エンジンをフル出力で作動させたままなら、急降下しても100m/sを超えることはありません。
ある程度地面が近づいてきたら、機体を水平に戻して地面すれすれの空中で減速、
30m/sあたりで接地、ブレーキを掛けて着陸します。
着陸したらキーボード「1」を押して逆噴射エンジンをカットしておきます。

逆噴射エンジンの搭載により空中で減速できるようになったので、着陸の難易度は、かなり下がりました。

無事に着陸

4倍速で15分ほど飛んでみました。

キセノンガスの消費量と航続距離をみると、今現在の量でDunaを一周しても足りそうな気がします。
赤道上に補給基地が2～3もあれば自由に惑星表面を探査することが出来るでしょう。

次に作る機体に必要なもの

今回は、目標としていた補給実験に成功しましたが、現在の補給方法だと少々面倒なので機体と母船に改善点をあげるとしたら

• とりあえず先頭主翼の補助輪復活
  前翼は、地面に擦っただけでもすぐ壊れるので、離陸の安定化と翼の保護を目的に復活させる予定

• 自走式キセノンガス補給車の試作
  キセノンガス補給基地にアームを取り付けて、機体をそこへ乗り上げるような形だと、少々めんどくさい
  なので、キセノンガスを乗せた補給車のような物があるといいのでは？と思い、次回は補給車も送り込んでみます

機体データ

DragonFly.craft
※ロケットに搭載された状態のデータです。

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