| Project Area | Agile and Frequent Solar System Exploration with Innovative Microsatellite |
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| Project/Area Number |
20H05747
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (II)
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
KAMPS LANDON 北海道大学, 工学研究院, 特任助教 (70869502)
脇田 督司 北海道大学, 工学研究院, 助教 (80451441)
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| Project Period (FY) |
2020-10-02 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥31,460,000 (Direct Cost: ¥24,200,000、Indirect Cost: ¥7,260,000)
Fiscal Year 2022: ¥10,790,000 (Direct Cost: ¥8,300,000、Indirect Cost: ¥2,490,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,790,000 (Direct Cost: ¥8,300,000、Indirect Cost: ¥2,490,000)
Fiscal Year 2020: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
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| Keywords | ハイブリッドロケット / 小型相乗り宇宙機 / 軌道変換ロケット / ノズル浸食 / キックモータ / 小型宇宙機 / 宇宙推進 / 軌道変換 / 地上燃焼実験 / ロケット / 宇宙 / 推進 |
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| Outline of Research at the Start |
ペイロードへの負荷を考えると、加速度は最大で2～3G、平均で1～2G程度に抑えたい。1 km/s程度の増速を与えるには50～100秒の長秒時燃焼が必要である。そこで、「上記長秒時燃焼および限られた搭載容積（相乗りベイ）において、
1) 高比推力（適切な燃料／酸化剤流量比）を維持する固体燃料形状設計の自在性
2) ノズルスロート浸食履歴を予測した上での最適ノズル形状設計
3) ノズルスロート浸食を抑制する作動条件およびノズル材料
の解を得ることで本キックモータの実用化に繋げる。自在な燃料形状設計はCAMUI形状の採用により実現し、ノズル浸食機構をノズルスロート再現法を用いて解明する。
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| Outline of Final Research Achievements |
The purpose of this study is to develop a kick motor (upper stage rocket for orbit transfer) for share-riding micro space probes that will phase to a geostationary transfer orbit and then give an acceleration of about one km/s at perigee to go to the Moon, Mars, Venus, or other planets. For this purpose, we obtained fuel regression rate equations for cylindrical and CAMUI shapes (to ensure flexibility in designing solid fuel shapes), developed an optimal design method that considers nozzle erosion, and developed a method to suppress nozzle erosion. Static firing tests gave fuel regression rate equations, and an algorithm searched the solution that maximizes the velocity increment under the constraints of the envelope and weight for share-riding. As a result, we selected nitrous oxide as the liquid oxidizer. Combustion experiments with a graphite nozzle cooled by a liquid oxidizer revealed that regenerative cooling could suppress nozzle erosion.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究成果を事業化するため、北大発ベンチャー企業としてLetara（株）を2020年に起業し、2022年2月に最初の資金調達に成功した。本研究成果を事業化するため、北大発ベンチャー企業としてLetara（株）を2020年に起業し、2022年2月に最初の資金調達に成功した。本研究成果を事業化するため、北大発ベンチャー企業としてLetara（株）を2020年に起業し、2022年2月に最初の資金調達に成功した。本研究成果を事業化するため、北大発ベンチャー企業としてLetara（株）を2020年に起業し、2022年2月に最初の資金調達に成功した。
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