Elucidation of the interaction of high-power lasers to simulated lunar sand and its possibility in space development

• Project/Area Number: 24K01186
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26030:Composite materials and interfaces-related
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 川人 洋介 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門, 上席研究員 (70379105)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 真砂 啓 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(地球情報科学技術センター), 技術副主幹 (70510551) ; 川上 博士 三重大学, 工学研究科, 准教授 (00252338) ; Dino Wilson 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (60379146)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2026: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2025: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2024: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
• Keywords: 高出力レーザ / 月の模擬砂 / 光と物資との相互作用 / 宇宙開発利用

Outline of Research at the Start

月面等の宇宙開発利用を先導する研究は人類の新たな課題である。研究代表者らは、ある条件で溶融状態の砂は高透過ガラスのようにレーザが透過する『光と物質との相互作用』の新しい現象を発見した。本研究では、高出力レーザによる月の模擬砂の溶融現象について、X線その場観察、溶融領域の光学特性分析、独自開発したレーザ溶接に関する数理モデルを利用した大規模数値計算を通じて、高出力レーザと月の模擬砂との相互作用を解明することを目指し、相互作用を活かして月の砂から大型建築物を製作する時間を画期的に改善できるレーザの大型3D Printingの技術指針を提示し、本研究の宇宙開発利用への可能性を明らかにする。