連続レーザーアブレーションによる浮遊スペースデブリ除去法に関する研究
| Project/Area Number |
20H02348
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University (2022)
Osaka Prefecture University (2020-2021) |
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Principal Investigator |
森 浩一 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (90375121)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2020: ¥12,610,000 (Direct Cost: ¥9,700,000、Indirect Cost: ¥2,910,000)
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| Keywords | レーザー推進 / スペースデブリ / レーザーアブレーション / 静電浮遊 / アブレーション / 液滴分裂 |
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| Outline of Research at the Start |
直径1ー10cmの小型のスペースデブリを除去する方法として、遠隔にレーザービームを照射し、軌道変換に必要な速度増分を与える「レーザーナッジ」の研究が活発に行われている。しかし、ここで見落とされているのが、デブリにハイパワーレーザー光を照射し続ければ、デブリの大部分が液化してしまうという問題である。本研究では、静電浮遊により、実際のスペースデブリと同様の熱的・力学的孤立系を実現する。種々の時間特性を有するレーザー装置を用い、連続照射時の浮遊デブリの相変化と破壊のダイナミクスを観測し、推進力を計測する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
JAXAとの共同研究を通じて、JAXA筑波宇宙センターにおける地上設備の静電浮遊炉を用いて、ジルコニウム、チタン、ステンレスの３種の材料について、CWレーザーアブレーションによる推進力の大きさと、照射時間に対する推力の時間変化について、定量的な実験データを得た。さらに、この知見を活かして、国際宇宙ステーション内の静電浮遊炉を用いての推力計測実験を進めている。
さらに、当初の目標であった、レーザー推進力計測用の静電浮遊炉が完成した。重力方向の制御に加えて、水平方向の制御にも成功し、圧力1E-4Pa程度の真空中においても、安定に、定位置に、ターゲットを浮遊させることに成功した。アルミニウムやステンレスなど、種々の固体材料の静電浮遊に成功し、これにレーザー光を高精度に集光することにも成功した。さらに、この静電浮遊装置を用いて、ターゲットにレーザーパルスを照射した際に生じる力積量を求めることにも成功した。
その結果として、これまで計測が困難であった、1MW/cm2 程度の低レーザーパワー密度における微小な力積を精密に計測できることがわかった。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(10 results)
