2023 Fiscal Year Annual Research Report
Ion-scale interactions between space plasma and satellite magnetic fields targeting orbit control
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21H01531
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
稲守 孝哉 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (50725249)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川嶋 嶺 芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (80794429)
杵淵 紀世志 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (90648502)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 人工衛星 / 軌道制御 / 宇宙プラズマ / 磁気トルカ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、衛星の持つ磁気モーメントと低軌道に存在する宇宙プラズマの相互作用による人工衛星の軌道摂動を解明し、宇宙プラズマによる力を利用した新たな軌道制御手法の構築を目的としている。
本年度は、実験環境を模擬したFull-PIC法による数値シミュレーションを実施し、数値シミュレーション結果と実験結果を比較してプラズマ環境における抗力の発生原理を確認した。また、プラズマ密度や流速、衛星磁気モーメントといったパラメータを設定した軌道上環境を模擬し、Full-PIC法による数値シミュレーションを行った。さらに、2年目に実施した実験結果をもとに、磁気モーメント出力時における衛星のパネル面の電位を計測し、磁気トルカから磁気モーメントを出力することで電位が上昇するかを確かめた。これにより、電子が衛星の磁場で曲げられ、イオンが衛星近傍まで侵入することを確認できた。これらの結果から、宇宙プラズマによる抗力により軌道長半径が低減する効果があり、軌道制御に用いる方法について考察を行った。また、パネルの電位変化により帯電が確認でき、これが地球磁場と作用することで、ローレンツ力により軌道面外方向にも軌道摂動を生じさせる可能性についても検討した。また、軌道上で姿勢制御用の磁気トルカが宇宙プラズマに影響を及ぼすかを確認するため、軌道上実験の準備を進めた。衛星に搭載可能な電磁コイルと、電磁コイルに電力を供給する電源系から成るシステムを構成した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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