2020 Fiscal Year Research-status Report
Difference in discharge threshold voltage on spacecraft solar array panel between vacuum ultra violet and electron beam
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19K04839
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
豊田 和弘 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (10361411)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 帯電放電 / ポッケルス効果 / 宇宙用太陽電池 / 表面電位分布計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
静止軌道では人工衛星は帯電し放電する。静止軌道での表面帯電では、紫外線による光電子電流と宇宙プラズマによる数十keVまでの電子が支配的となり、太陽電池パネルの帯放電試験では主に電子ビームが使用されている。帯放電試験ではカバーガラスと太陽電池の放電が発生する際の電位差の閾値を計測するが、私が近年行った実験では電子ビームを用いた時よりも紫外線を使用した方が閾値電圧が低くなるという結果を得た。閾値電圧が異なると放電のエネルギーが違うため、帯放電試験に影響を与える。本研究では、紫外線と電子ビームでの閾値の違いを明らかにすることを目的としている。実験では、放電閾値に影響を与えると考えれらるカバーガラス端面の表面電位をマイクロメーターのオーダーで計測することで評価する。これはポッケルス効果を用いた光計測によって実現する。
酸化ケイ素ビスマス（BSO）結晶は光学結晶であり結晶内の電界が変化することでポッケルス効果により屈折率が変化する。BSO結晶に偏向したレーザー光を照射すると、結晶を透過したレーザー光に電界による屈折率の変化に比例した偏向位相差が生じる。この偏向位相差により透過光強度が変化し、透過光強度を計測することでBSO結晶内の電界が求まる。本年度は昨年度構築したポッケルス効果による表面電位計測系を用いて表面電位の２次元分布を得た。また紫外線と電子ビームによる表面帯電分布の違いについても確認することができた。さらに帯電解析ソフトでもその違いが明らかになった。
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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
本年度は昨年度に構築したポッケルス効果による表面電位計測系により表面電位の二次元分布を取得した。また紫外線と電子ビームで表面電位の二次元分布に違いが見られた。さらに帯電解析ソフトでも紫外線と電子ビームで帯電分布に違いが見られた。これらのように概ね順調に研究計画が進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度取得に成功した表面電位の二次元分布の実験データをさらに多く取得し、紫外線と電子ビームの表面帯電分布の違いを結論づける。これらの結果を論文として発表する予定である。
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