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Drastic improvement of efficiency for micro space propulsion using 3D-MEMS fabrication technique

Research Project

Project/Area Number 15K14247
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Aerospace engineering
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

Takao Yoshinori  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80552661)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 土屋 智由  京都大学, 工学研究科, 准教授 (60378792)
Research Collaborator NAKAGAWA Kaito  
EMOTO Kazuma  
INOUE Naoki  
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywordsエレクトロスプレー / イオン液体 / イオンビーム / 超小型衛星 / 電気推進 / 粒子計算 / 微細加工
Outline of Final Research Achievements

We have fabricated an emitter array by a microfabrication process, measured the voltage-current characteristics of ion beams, and conducted a numerical analysis of the ion beam trajectory using a particle model for an electrospray thruster, which is one of the candidate microthrusters that can be mounded on micro satellites. As a result, we have found that there is a stable region of applied voltages for ion beam extraction and this region is suitable for efficient thruster operation.

Report

(3 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Microfabricated emitter array for an ionic liquid electrospray thruster2017

    • Author(s)
      Kaito Nakagawa, Toshiyuki Tsuchiya, and Yoshinori Takao
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 56

    • NAID

      210000147943

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] エレクトロスプレースラスタにおけるイオンビーム引き出し機構の数値解析2017

    • Author(s)
      江本一磨, 土屋智由, 鷹尾祥典
    • Organizer
      日本機械学会関東学生会第56回学生員卒業研究発表講演会
    • Place of Presentation
      東京理科大学葛飾キャンパス(東京都葛飾区)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン液体を使ったエレクトロスプレースラスタにおけるビーム抽出実験と数値解析2017

    • Author(s)
      中川洋人, 江本一磨, 井上直樹, 土屋智由, 長尾昌善, 鷹尾祥典
    • Organizer
      第57回 航空原動機・宇宙推進講演会
    • Place of Presentation
      沖縄県市町村自治会館(沖縄県那覇市)
    • Year and Date
      2017-03-09
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] イオンビームと電子源を利用した超小型衛星用電気推進機の実用例とその課題2017

    • Author(s)
      鷹尾祥典, 小泉宏之, 土屋智由, 長尾昌善
    • Organizer
      日本学術振興会真空ナノエレクトロニクス第158委員会 第14回真空ナノエレクトロニクスシンポジウム
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松コングレスセンター(静岡県浜松市)
    • Year and Date
      2017-03-02
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 高密度化したエミッタチップを用いたエレクトロスプレースラスタの製作と電流特性計測2017

    • Author(s)
      中川洋人, 井上直樹, 土屋智由, 長尾昌善, 鷹尾祥典
    • Organizer
      平成28年度 宇宙輸送シンポジウム
    • Place of Presentation
      JAXA宇宙科学研究所(神奈川県相模原市)
    • Year and Date
      2017-01-19
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Particle-in-Cell法によるイオン液体を用いたエレクトロスプレースラスタの性能評価2017

    • Author(s)
      江本一磨, 土屋智由, 鷹尾祥典
    • Organizer
      平成28年度 宇宙輸送シンポジウム
    • Place of Presentation
      JAXA宇宙科学研究所(神奈川県相模原市)
    • Year and Date
      2017-01-19
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Microfabricated Emitter Arrays for an Ionic Liquid Electrospray Thruster2016

    • Author(s)
      Kaito Nakagawa, Toshiyuki Tsuchiya, and Yoshinori Takao
    • Organizer
      29th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2016)
    • Place of Presentation
      ANAクラウンプラザホテル京都(京都府京都市)
    • Year and Date
      2016-11-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] イオン液体を用いたエレクトロスプレースラスタにおけるビーム引き出し特性の電極形状依存2016

    • Author(s)
      中川洋人, 土屋智由, 鷹尾祥典
    • Organizer
      第60回 宇宙科学技術連合講演会
    • Place of Presentation
      函館アリーナ(北海道函館市)
    • Year and Date
      2016-09-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン液体を用いたエレクトロスプレースラスタにおけるイオンビーム引き出し機構の数値解析2016

    • Author(s)
      江本一磨, 土屋智由, 鷹尾祥典
    • Organizer
      第60回 宇宙科学技術連合講演会
    • Place of Presentation
      函館アリーナ(北海道函館市)
    • Year and Date
      2016-09-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 超小型衛星用マイクロプラズマスラスタ2016

    • Author(s)
      鷹尾祥典
    • Organizer
      電気学会A部門フォーラム
    • Place of Presentation
      岩手大学工学部テクノホール
    • Year and Date
      2016-05-28
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] イオン液体を用いたエレクトロスプレースラスタにおけるイオンビーム抽出特性2016

    • Author(s)
      中川洋人, 土屋智由, 鷹尾祥典
    • Organizer
      日本航空宇宙学会 第47期定時社員総会および年会講演会
    • Place of Presentation
      東京大学山上会館(東京都文京区)
    • Year and Date
      2016-04-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン液体を用いたエレクトロスプレースラスターにおけるイオンビーム抽出特性2016

    • Author(s)
      中川洋人,土屋智由,鷹尾祥典
    • Organizer
      日本航空宇宙学会第47期定時社員総会および年会講演会
    • Place of Presentation
      東京大学 山上会館
    • Year and Date
      2016-04-14
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 超小型宇宙探査機のためのプラズマ推進機2016

    • Author(s)
      鷹尾祥典
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] イオン液体を用いたエレクトロスプレースラスタの試作2016

    • Author(s)
      中川洋人,土屋智由,鷹尾祥典
    • Organizer
      平成27年度 宇宙輸送シンポジウム
    • Place of Presentation
      JAXA宇宙科学研究所
    • Year and Date
      2016-01-14
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Remarks] Takao Lab

    • URL

      http://www.takao-lab.ynu.ac.jp/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] イオン源2016

    • Inventor(s)
      鷹尾祥典,長尾昌善,村上勝久
    • Industrial Property Rights Holder
      鷹尾祥典,長尾昌善,村上勝久
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2016-200401
    • Filing Date
      2016-10-11
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-22  

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