プラズマ磁場閉じ込めの緩急を利用した超小型無電極電気推進機の原理実証

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K14949
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 中村 友祐 名古屋大学, 工学研究科, 特任助教 (10847685)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 電気推進機 / プラズマ

Outline of Annual Research Achievements

本研究では超小型衛星向けに「電子サイクロトロン共鳴を利用したプラズマの選択的生成」、「磁気ミラーを用いたプラズマの閉じ込め」、「変動磁場を用いた繰り返しパルス加速」の三つの特徴を持った無電極推進機の実証と最適化を目指す。当該年度は、推進機の材料購入と、推力性能評価用の推力測定スタンドの製作を行った。材料購入については、電磁サイクロトロン共鳴によるプラズマ生成を行うための高周波回路の設計を行い、発信源、アンプ等の機器の購入を行い、また、推進剤供給用の配管、流量計の選定、購入を行った。推力測定スタンドについては数＋μNs程度の感度を持つ振り子式インパルススタンドを製作した。今後は推進機本体の製作を行い、1パルス作動実験を行った後に繰り返しパルス実験へと移行し、推力の評価、及び最適化を図る。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当該年度は新型コロナウイルスの影響により半年ほど実験が出来ない状況が続き、残りの半年についてもこの時期のしわ寄せで他の業務に追われ、あまり多くの時間を当該研究にさけなかったため。

Strategy for Future Research Activity

推進機本体を作成し、電子サイクロトロン共鳴放電が起きる磁場やアンテナ形状の条件を探す。放電に成功した後、加速用コイルにパルス電圧を印加した際の電流特性を調べ、加速に最適な印加パルス長を探す。１パルスでの生成インパルスをインパルススタンドにて計測。十分な推力が出ていることが確認でき次第、熱的に問題がないことを確認しながら繰り返しパルス作動実験へ移行する。

Causes of Carryover

新型コロナウイルスの影響により半年ほど実験が行いない時期があり、その影響で進捗に遅れが出ているため、一部が次年度使用額となった。遅れの程度としては一年で取り返せる程度であるため、当初の予定通りの計画で助成金を使用する予定である。