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宇宙環境下における電磁気力を利用した不均一粉体運動の制御機構の開発

Research Project

Project/Area Number 16J10635
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Aerospace engineering
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

安達 眞聡  早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords静電気力 / 磁気力 / 粉体ハンドリング / レゴリス / 月レゴリス / 個別要素法
Outline of Annual Research Achievements

将来の宇宙探査ミッションを成功させるためには,月・火星・小惑星表面に存在するレゴリス粒子の探査機器への悪影響を軽減し,また,その粒子を資源として利用することが重要であり,その鍵となるのが宇宙環境下で不具合なく利用できる粉体のハンドリング技術である.本年度の研究では,機械的駆動部や空気・液体等を必要とせず,装置が簡素化でき,しかも制御が簡単であるなどと,宇宙環境で使用するにあたり多くの利点を有している磁気力を利用した粉体のハンドリング技術開発に取り組んだ.また,粒子運動を操作するうえで重要な外力のバランスは,地上に関しては十分な研究がなされているものの,低重力・真空といった宇宙特有の環境下においては詳細な研究は行われていない.そこで,開発したシステムを,地上における実験だけでなく,真空環境下での実験や個別要素法を使用した数値シミュレーションにより開発・性能評価を行うことで,宇宙環境下における磁性粒子の動特性解明にも取り組んだ.
具体的には,月・火星・小惑星レゴリス粒子を回収するための,コイルガンの仕組みを利用した磁気サンプリングシステムを開発した.磁気サンプリングシステムを使用して,大気・真空環境下において磁性粒子のサンプリング実験を行った結果,コイルに流す電流値とその印加時間が相互的にサンプリング性能に影響を及ぼし,それらの最適な組み合わせがサンプリングを成功させるために重要であることを確認した.また,磁場中に置かれた磁性粒子の磁気的相互作用により粒子同士のチェーンや塊を形成し,その現象はサンプリング性能を向上させることも明らかにした.さらに,数値シミュレーションにより,低重力かつ真空環境下において磁気サンプラーの性能が向上することを予測し,その宇宙環境下における有用性を確認した.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] German Aerospace Center(Germany)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Magnetic Sampler for Regolith Particles on Asteroids2017

    • Author(s)
      M. Adachi, R. Obata, H. Kawamoto, S. Wakabayashi and T. Hoshino
    • Journal Title

      J. Aerospace Engineering

      Volume: 31 Issue: 2 Pages: 04017095-04017095

    • DOI

      10.1061/(asce)as.1943-5525.0000797

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vibration Transport System for Lunar and Martian Regolith Using Dielectric Elastomer Actua-tor2017

    • Author(s)
      M. Adachi, K. Hamazawa, Y. Mimuro and H. Kawamoto
    • Journal Title

      J. Electrostatics

      Volume: 89 Pages: 88-98

    • DOI

      10.1016/j.elstat.2017.08.003

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Particle-Size Sorting System of Lunar Regolith Using Electrostatic Travelling Wave2017

    • Author(s)
      M. Adachi, H. Moroka, H. Kawamoto, S. Wakabayashi and T. Hoshino
    • Journal Title

      J. Electrostatics

      Volume: 89 Pages: 69-76

    • DOI

      10.1016/j.elstat.2017.08.002

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrostatic Sampler for Large Regolith Particles on Asteroids2017

    • Author(s)
      Masato Adachi, Hiroyuki Kawamoto
    • Journal Title

      Journal of Aerospace Engineering

      Volume: Vol.30 Issue: 3

    • DOI

      10.1061/(asce)as.1943-5525.0000701

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrostatic Transport of Regolith Particles for Sample Return Mission from Asteroids2016

    • Author(s)
      Hiroyuki Kawamoto, Megumi Kato, Masato Adachi
    • Journal Title

      Journal of Electrostatics

      Volume: Vol.84 Pages: 42-47

    • DOI

      10.1016/j.elstat.2016.09.002

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 進行波電界を利用した月レゴリスの静電分級機構の開発2017

    • Author(s)
      野崎 紘之,諸岡 裕文,安達 眞聡,川本 広行
    • Organizer
      Dynamics and Design Conference 2017, 第15回「運動と振動の制御」シンポジウム (MoViC2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 進行波電界を利用した月レゴリスの分級機構2016

    • Author(s)
      安達 眞聡, 野崎 紘之, 諸岡 裕文, 川本広行
    • Organizer
      第40回静電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      群馬大学
    • Year and Date
      2016-09-29
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 火星環境における電気集塵2016

    • Author(s)
      小嶋 俊平,稲荷 秀太,手操 宏紀,安達 眞聡, 川本 広行
    • Organizer
      日本機械学会 2016年度年次大会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2016-09-11
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Particle-Size Sorting System of Lunar Regolith Using Electrostatic Travelling Wave2016

    • Author(s)
      Masato Adachi, Hirofumi Moroka, Hiroyuki Kawamoto
    • Organizer
      2016 Electrostatics Joint Conference
    • Place of Presentation
      Purdue University
    • Year and Date
      2016-06-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Electrostatic transport of regolith particles for sample return mission from asteroids2016

    • Author(s)
      Hiroyuki Kawamoto, Megumi Kato, Masato Adachi
    • Organizer
      2016 Electrostatics Joint Conference
    • Place of Presentation
      Purdue University
    • Year and Date
      2016-06-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 誘電アクチュエータを用いた月レゴリスの振動搬送2016

    • Author(s)
      濱澤 宏季,生田 圭一郎,上遠野 雄太,三室 大和,安達 眞聡,川本 広行
    • Organizer
      SEAD 28
    • Place of Presentation
      慶應大学
    • Year and Date
      2016-05-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 静電力や磁気力を利用した小惑星上のレゴリスのサンプリング2016

    • Author(s)
      加藤 恵,小島 拓未,福山 聡太,武田 直己,安達 眞聡,川本 広行
    • Organizer
      SEAD 28
    • Place of Presentation
      慶應大学
    • Year and Date
      2016-05-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 月レゴリスの静電分級2016

    • Author(s)
      諸岡 裕文,鈴木 良太郎,葉賀 祐一朗,安達 眞聡,川本 広行
    • Organizer
      SEAD 28
    • Place of Presentation
      慶應大学
    • Year and Date
      2016-05-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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