2018 Fiscal Year Annual Research Report
Acceleration Mechanism of Xenon Ion in Electric Propulsion Thrusters
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17H04973
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
月崎 竜童 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (70720697)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | トムソン散乱 / 2光子レーザ誘起蛍光法 / プラズマ / キセノン / マイクロ波 / イオンエンジン / カソード / ホールスラスタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「2光子レーザ誘起蛍光法による基底状態の中性粒子・イオン測定」
前年度の予備実験結果をもとに納品されたレーザを使い、2光子レーザ誘起蛍光法の実験系を構築した。波長が従来の赤外線領域から紫外線領域へ変更することから、各種ミラー、フォトマル、エタロンなどを変更した。中性粒子の測定をおこなった。測定対象となるプラズマ源は、マイクロ波カソードで、オリフィス下流にレーザを照射し、フォトマルチプライヤで検出した。
中性粒子密度の校正として、真空チャンバ内部にキセノンを充填させ、背圧から密度を算出した。
マイクロ波カソードが放電開始すると、電離により中性粒子密度が減少することが観測された。カソードにプルームが発現すると、背景光がノイズとなり測定が困難になった。バンドパスフィルターなどを追加することで、SN比の改善を測っている最中である。またNd：YAGレーザを使ったトムソン散乱法による電子温度・密度測定も挑戦した。こちらはマイクロ波カソードではレーザ自身の迷光が問題となっており、検出に至っていない。２光子レーザ誘起蛍光法による成果は、論文としてまとめ、査読雑誌に論文を投稿中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画通り、マイクロ波カソードにおいて中性粒子の検出に成功し、概ね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
中性粒子の測定を一通りおこなう。その後は、波長220nmに切り替え、イオンの基底密度の測定に挑戦する。中性粒子に比べ密度が著しく低く難しいが、検出が難しい場合、 既に申請者が実績をあげているロックインアンプや波長変調分光法による高感度化を実践する。それでも検出に至らない場合、イオンの波長210 nmや214 nmへの波長の切り替えを検討する。同時に測定対象となるプラズマ源も、マイクロ波カソードよりもプラズマ密度の高いホローカソードに変更を検討する。
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Research Products
(3 results)
