| Project/Area Number |
22K14311
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 22010:Civil engineering material, execution and construction management-related
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| Research Institution | Tokuyama College of Technology |
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Principal Investigator |
温品 達也 徳山工業高等専門学校, 土木建築工学科, 准教授 (50804457)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 月探査 / 月基地 / 月レゴリス / レゴリスブロック / レゴリスシミュラント / 振動成形 / 圧縮成形 / レゴリス / 月面建設材料 / 超音波 / 加圧固化 |
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| Outline of Research at the Start |
月面基地構想の具体化で近い将来，月面施設のインフラ材料の必要性が確実視されているものの，地球から月への莫大な資材運搬費や月の過酷環境のため，現技術では現実的なコストで実用化が困難である。これに対し，月面の砂であるレゴリスを主体としたインフラ材料の開発を行う。月の環境を考慮して，材料の目標強度を5N/mm2に設定し，月面の限定された環境でも実用可能な超音波・加圧・加熱技術を組み合わせて，レゴリスの固化を達成する。さらに，真空・高低温環境での長期的な耐久性を宇宙チャンバーの熱真空試験により，必要強度の設定値や固化方法の最適化を行う。この研究により人類の持続可能な発展に必要な月面基地開発に貢献する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに月レゴリスの固化には振動加圧成形が有効であることが分かったため。今年度は以下の検討および知見を得た。
振動加圧の周波数や加圧力をコントロールすることで月レゴリスを固めたブロックは3N/mm2の圧縮強度を得た。また，振動周波数は高周波でなくても適度な圧縮強度を得られることがわかった。さらに，振動を与える面積や場所で強度が変化することがわかり，振動付与方法の最適化により振動加圧システムを最適化できる可能性があることがわかった。ブロックの3N/mm2の強度は月の初期方基地の建設において必要な圧縮強度を満たせている。ブロックのサイズは200mm以上のものが成形可能となり世界最大サイズである。脱型方式により強度が変動することがわかり，適切なブロック形状および強度を得るためには脱型方法を最適化する必要がある。ブロックを複数個製造して，模擬道路を作製した。月面における500kg程度の移動荷重に耐えられることが分かった。
さらに来年度計画していた実験を前倒しで実施し，月地下の-30度真空環境においても十分な耐久性を有することを実験的に確認した。月表面の高温低温環境でも耐久性を有することを実験的に確認した。
以上の成果をもとに，振動加圧によるレゴリスブロックの作成について特許出願し，特許登録となった。これは，月建設材料における国内初特許である。また，研究成果を国際宇宙会議IACにabstract投稿し採択された（採択率30％）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
ブロックの固化および強度確保を達成し，耐久性実験まで完了したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
概ねの目標を達成したため，得られた成果を取りまとめ，
宇宙科学連合講演会，土木学会全国大会，国際宇宙会議において成果を発表する。
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