Ion-scale interactions between space plasma and satellite magnetic fields targeting orbit control

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01531
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Inamori Takaya 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (50725249)
• 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)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 宇宙プラズマ / 人工衛星 / 軌道制御 / 磁気トルカ / 軌道力学

Outline of Final Research Achievements

This research aims to develop a new orbit control method by studying the forces generated from interactions between low-earth orbit plasma and electromagnetic coils installed on satellites for attitude control. First, the research investigates plasma forces experimentally to clarify the mechanism of reactive forces, with a focus on the interaction between space plasma and onboard magnetic coils. Then, the lift force is also experimentally investigated. Through experiments and simulations, this research aims to elucidate the principles underlying the generation of reactive forces by plasma.

Free Research Field

航空宇宙工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

最近、衛星の小型化と複数機化が急速に進み、複数機による新たな宇宙システムの構築と展開が喫緊の課題となっており、推進機の小型化が検討されている．本研究で扱った「電磁コイルにより力を生む」ことにより新たな軌道制御手法が構築できれば、これまで軌道制御が難しかったより小型の衛星についても軌道制御により編隊飛行やコンステレーションに応用することができ、多地点同時観測や継続的観測を長期間可能とする新たな宇宙システムへの展開が期待できる。