1997 Fiscal Year Annual Research Report

宇宙飛翔体周辺環境の地上シミュレーション法の開発研究と宇宙用材料の劣化試験

Research Project

Project/Area Number	09555301
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	田原弘一大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教授 (20207210)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	節原裕一大阪大学, 接合科学研究所, 助手 (80236108) 三宅正司大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (40029286) 大前伸夫大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教授 (60029345) 田川雅人大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 講師 (10216806) 安井利明大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (10263229)
Keywords	宇宙環境 / シミュレーション実験 / イオンシース / 酸素プラズマ / 太陽電池パネル / ポリイミドフィルム / 相似則
Research Abstract	本年度の研究により得られた結果を以下にまとめる。 1)ポアソンの方程式とイオンに関するエネルギー保存式から、イオンシースの相似則を導くことができた。また、太陽電池パネルモデルに入射する総イオン電流を測定することにより、イオンシースの相似パラメータが等しいときは、相似なイオンシースが形成されていることが立証できた。 2)電子サイクロトロン共鳴放電型プラズマ加速器により酸素プラズマ流を生成し、その特性を測定した結果、相似則に従ってイオンシースのシミュレーション実験を行うことができることがわかった。生成される酸素プラズマ流を太陽電池パネルのミニチュアモデルに照射することにより、低地球軌道で太陽電池パネル周辺に形成されるイオンシースと相似なイオンシースを太陽電池パネルモデル周辺に形成させることができた。 3)太陽電池パネルモデル周辺の空間電位分布をエミッシブプローブで測定することにより、太陽電池パネル周辺に形成されるイオンシースの形状が測定できた。この測定により、イオンシースはプラズマ流の下流側に大きく膨らむため、太陽電池パネルの姿勢によってその形状が変化することがわかった。また、太陽電池パネルの絶縁面側にもイオンシースが形成されることがわかった。さらに、相似パラメータの値によって、イオンシースの厚さが変化することが確認できた。 4)イオンシース内部にポリイミドフィルムを設置し、イオンシースの形状が与える影響をシミュレーション実験により調べることができた。その結果、イオンシースの形成が表面の化学構造変化に影響を与えることが明らかになった。また、その変化はイオンシースの状態の影響を受けることが示された。従って、低地球軌道における宇宙用材料の劣化を考えるとき、イオンシースの形成及びその状態を考慮する必要があることがわかった。

Research Products

(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] 田原弘一, 他: "電子サイクロトロン共鳴放電型プラズマ加速機を用いた宇宙プラズマ環境シミュレータの開発研究" 日本航空宇宙学会誌. 45・522. 396-403 (1997)
[Publications] Hirokazu Tahara et al.: "Space Plasma Simulator Performance Lising an Electron Cyclotron Resonance Plasma Accelerator" Trans.of the Japan Society for Aeronautics and Space Science. 40・127. 59-68 (1997)
[Publications] Hirokazu Tahara et al.: "Performance Characteristics of a Space Plosma Simulator Using an Electron Cyclotron Resonance Plasma Accelerator and Its Applications to Moteil and Plosma Interraction Research" Proc.25th.Int.Electric Propulsion Conf.97-163. 1-6 (1997)
[Publications] Lulu Zhang et al.: "X-Ray Photoelectron Spectroscopy Study of the Interactions of O^+ and N^+ Ions with Polymide Films" Jpn.J.Appl.Phys.36・8. 5268-5274 (1997)
[Publications] Hirokazu Tahara et al.: "Exposure of Spacecraft polymers to Energetic Ions, Electrons and Ultraviolet Light" Nuclear Instrum.and Methods in Phys.Res.B121. 446-449 (1997)
[Publications] 田原弘一: "宇宙環境下における飛翔体表面材料の劣化現象" 材料. 46・7. 851-852 (1997)
[Publications] 田原弘一, 他: "電離層プラズマ-高電圧ソーラーパネル間相互作用の数値解析" 真空. 40・3. 126-128 (1997)

1997 Fiscal Year Annual Research Report

宇宙飛翔体周辺環境の地上シミュレーション法の開発研究と宇宙用材料の劣化試験

Principal Investigator

田原 弘一 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教授 (20207210)

Research Products

[Publications] 田原弘一, 他: "電子サイクロトロン共鳴放電型プラズマ加速機を用いた宇宙プラズマ環境シミュレータの開発研究" 日本航空宇宙学会誌. 45・522. 396-403 (1997)

[Publications] Hirokazu Tahara et al.: "Space Plasma Simulator Performance Lising an Electron Cyclotron Resonance Plasma Accelerator" Trans.of the Japan Society for Aeronautics and Space Science. 40・127. 59-68 (1997)

[Publications] Hirokazu Tahara et al.: "Performance Characteristics of a Space Plosma Simulator Using an Electron Cyclotron Resonance Plasma Accelerator and Its Applications to Moteil and Plosma Interraction Research" Proc.25th.Int.Electric Propulsion Conf.97-163. 1-6 (1997)

[Publications] Lulu Zhang et al.: "X-Ray Photoelectron Spectroscopy Study of the Interactions of O^+ and N^+ Ions with Polymide Films" Jpn.J.Appl.Phys.36・8. 5268-5274 (1997)

[Publications] Hirokazu Tahara et al.: "Exposure of Spacecraft polymers to Energetic Ions, Electrons and Ultraviolet Light" Nuclear Instrum.and Methods in Phys.Res.B121. 446-449 (1997)

[Publications] 田原弘一: "宇宙環境下における飛翔体表面材料の劣化現象" 材料. 46・7. 851-852 (1997)

[Publications] 田原弘一, 他: "電離層プラズマ-高電圧ソーラーパネル間相互作用の数値解析" 真空. 40・3. 126-128 (1997)

田原弘一大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教授 (20207210)