2016 Fiscal Year Annual Research Report
Laser ablation propulsion using shape-memory propellant
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15K14245
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
横田 茂 筑波大学, システム情報系, 准教授 (30545778)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
嶋村 耕平 筑波大学, システム情報系, 助教 (90736183)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 宇宙推進 / レーザーアブレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
レーザーアブレーション推進は，レーザーパルスを固体推進剤に照射して蒸発させ（アブレーション），その反作用で推力を得るものである．パルス的に数uNs級の微小力積を発生させることができるため，衛星のデジタル制御を可能とし，また，推進剤が固体であるため，流体推進剤と異なりバルブの開閉時の振動による姿勢維持への悪影響が存在しない．このため，次世代宇宙望遠鏡などの超精密姿勢制御に最適な推進機となる可能性を秘めている．一方で，同一箇所に何度もレーザーを照射すると，発生する力積が徐々に減少する傾向が見られ，それが固体推進剤表面形状によるものであることがわかっている．推進剤をテープ状にして徐々に巻き取りながらレーザー照射位置に常に新しい推進剤が来るように工夫を行うケースもあるが，これでは衛星にトルクが発生してしまうため，超精密姿勢制御が不可能になってしまう．そこで，本研究では，表面形状を固定できる液体を推進剤として用いることとし，その実現可能性を実証することを目的としている．概略としては，レーザー照射によって力積が発生すること，および，高強度のレーザーを照射することによる推進剤の飛散の制御可能性を示すこと，である．このため、まず力積計測装置の開発を行い，力積の計測を行った．その結果，力積を発生することがわかり，推進機として利用できることが実証された．次に，レーザー照射部を高速度撮影し，照射前後にて推進剤の表面形状の変形がないことを確認した．また，高速度カメラで飛散の状態を観測を行い、形状を維持できる程度の磁場が印加されている場合は、飛散が起きても、飛沫は戻ってくるため、推進剤の無駄使いが起きないことがわかった．
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Research Products
(1 results)
