ソーラーセイルは、超薄膜の帆を広げ太陽光圧を受けて進む宇宙ヨットです。ソーラー電力セイルは、帆の一部に薄膜の太陽電池を貼り付けて大電力発電を同時に行います。この電力を用いて高性能イオンエンジンを駆動することで、ハイブリッド推進を実現し、効率的で柔軟なミッションが可能となります。 2010年5月21日に金星探査機「あかつき」と相乗りで打ち上げられた小型ソーラー電力セイル実証機（IKAROS＝Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun）では、宇宙空間で帆を広げ、太陽の光を受けて加速・航行すること、さらに、帆の一部に貼り付けた薄膜太陽電池で発電できることを世界で初めて実証します。
IKAROS紹介パンフレットはこちら（PDF:1.3MB）
IKAROSのミッション
IKAROSは、H-IIAロケットで種子島宇宙センターから打ち上げられ、惑星間軌道上にて太陽指向でスピン分離しました。数週間後には膜面の展開に成功し、薄膜太陽電池による太陽光発電を実現しました（ミニマムサクセスレベル）。2つの分離カメラでIKAROS全体の撮影も実施しました。 膜面展開後、半年間でソーラーセイルによる加速・減速を確認し、膜面の方向を調整して軌道制御を実施します（フルサクセスレベル）。
IKAROSの膜面
IKAROSの膜面は差し渡し20mの正方形で厚さはわずか0.0075mmのポリイミド樹脂です。膜面には、薄膜太陽電池だけでなく、姿勢制御デバイスや理学観測用センサも搭載され、さまざまな試験・観測を行います。
膜面の展開
膜面をスピンさせて、その遠心力によって膜面を展開し、展張状態を維持します。膜面先端には、おもりが取り付けられていて、膜面の展開・展張をサポートします。展開は二段階に分けられ、本体側面に搭載された展開機構によって一段階目は準静的に、二段階目は動的に展開します。この展開方式は、ブーム等の支柱を用いないため比較的軽量で、膜面が大型化しても適用することが可能です。
今後の計画
2010年代後半に計画されているソーラー電力セイル探査機では、高性能イオンエンジンを搭載します。直径50m級の膜面による光子加速と組み合わせて、木星およびトロヤ群小惑星を探査します。 ソーラーセイルについては、米国・欧州でもミッションを検討中ですが、日本が先行して実施し、太陽系大航海時代を先導します。また、薄膜太陽電池については、宇宙太陽光発電の電池開発の先駆けであり、商業利用や地球環境に貢献します。
