2002 Fiscal Year Annual Research Report
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12450393
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
荒川 義博 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50134490)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
犬竹 正明 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90023738)
小林 鶴雄 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (90215343)
小紫 公也 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (90242825)
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| Keywords | レーザー / 宇宙推進 / レーザー推進 / プラズマ |
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| Research Abstract |
本研究では、レーザー推進を実現させるための比例則を確立することを目的として、安定なレーザープラズマの生成に成功したこれまでの研究成果をさらに発展させ、そのレーザープラズマを光学的プラズマ診断法により計測し、推進剤ガスのレーザー吸収・加熱特性、電離・励起反応、伝熱・エネルギー散逸等の物理現象を調べた。さらにレーザー推進機を試作して、推進剤の種類とその流量、レーザー光出力など各種作動条件を変化させて推力を測り、レーザー推進の基本性能を求め、前述の物理現象との関わりを調べた。
レーザープラズマの推進性能に及ぼす影響を重点的に調べた。半導体レーザー吸収分光法および発光分光法によりレーザープラズマの形状とその中心位置の時間的な変化を観察した。その結果、レーザープラズマを平坦化させると推進剤ガスへの熱伝達が促進され推進性能が向上すること、特に2焦点レンズを用いて軸方向に長いレーザープラズマを生成すると最も高いエネルギー変換効率が得られた。さらに、レーザープラズマの振動(中心位置の時間的変化)を調べ、レーザー推進の安定性に及ぼす影響を調べた。その結果、振動抑制が広範囲の作動領域の確保にとって必要であることが分かった。
また、プラズマ生成領域およびエネルギー散逸領域の物理現象をモデル化し、数値解析コードを構築した。
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