Planetary Exploration

＜惑星への安全軟着陸技術の開発＞

惑星探査機が惑星に着陸する際，着陸用エンジンが逆噴射を行うことで，地面のレゴリス（砂）が吹き上がります．このレゴリス飛散の衝突によって，過去の探査機では機器の損傷や，視界不良が発生しました．そのため，地表面のクレータ生成やレゴリス飛散を理解して抑制することが重要です．

本研究では，実験や数値解析を通じてレゴリスのクレータ生成・飛散現象を解明し，安全な着陸技術の開発に取り組んでいます．具体的には，下図に示す噴流制御デバイスを使うことで，クレータ生成・レゴリス飛散の原因である衝撃波セル長を短縮・崩壊することができます．このデバイスの着陸用エンジンへの実用化を目指しています．

関連論文：

1. T. Ukai, S. Hotta, A. Wilson, B. Craig, C. White, K. Kontis, Y. Takarada, "A flow control technique for the manipulation of plume structures in plume-surface interaction," Acta Astronautica 241, pp.114-133 (2026).

2. T. Ukai, T. Kishida, R. Takioka, "Flow structure manipulation in a supersonic jet impinging on a perpendicular flat plate with varied fluidic injection angles," Journal of Aerospace Engineering 8 (5), (2025). https://doi.org/10.1061/JAEEEZ.ASENG-6211

3. T. Ukai, S. Subramanian, A. Wilson, B. Craig, K. Kontis, “Initial particle ejection behaviours due to a hypersonic jet impingement at different high-nozzle pressure ratios in rarefied atmospheric conditions,” Acta Astronautica 222, pp.126-135 (2024). https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2024.06.009

4. R. Hata, T. Ukai, R. Takioka, “The particle erosion and diffusion behaviours due to an air-jet impingement on a granular bed covering a simplified terrain model,” Acta Astronautica 202, pp.535-549 (2023). https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2022.11.017

5. M. Kobayashi, T. Ukai, “Effectiveness of a supersonic jet-jet interaction technique on flow structure in an underxepanded jet impinging on a perpendicular plate,” Acta Astronautica 195, pp.163-168 (2022). https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2022.03.010