2015 Fiscal Year Annual Research Report
地球超低軌道環境模擬のための高速原子状酸素風洞の開発
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25289302
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| Research Institution | Teikyo Heisei University |
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Principal Investigator |
荒川 義博 帝京平成大学, 現代ライフ学部, 教授 (50134490)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小紫 公也 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (90242825)
松井 信 静岡大学, 工学部, 准教授 (90547100)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 高速原子状酸素 / 地球低軌道 / レーザー維持プラズマ / プラズマ診断 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は前年度に数密度測定用に開発した高感度レーザー吸収分光法の一種である波長変調法で得られる二次高調波信号を利用した温度測定法を開発した．変調幅と二次高調波信号のピーク値との関係を示す特性曲線は吸収プロファイルに依存しているため，これを利用することで吸収プロファルを再構築し，ドップラー幅から温度を推定することが可能となる．本手法の成立性を検証するため，マイクロ波放電管を用いて本手法が妥当であるかを検証した．作動ガスとしてアルゴンを用い，背圧を10Paから1000Paまで変化させた．まず従来のレーザー吸収分光法により温度を測定し，次に本手法による温度を測定し比較した結果．温度は400Kから圧力の増加とともに1200Kまで上昇することがわかり両者の結果は良く一致した．一方で本実験は非常に安定したプラズマが対象であったためであり，誤差解析の結果，温度誤差を10%以下に抑えるには二次高調波ピーク値を0.25%以下の精度で測定する必要があり，SN比の悪いプラズマ源を診断することは非常に難しいことがわかった．現在は特性曲線を離散的に取得しているが，変調信号を連続的に変化させることで誤差を抑制させることが期待でき今後の課題である．本研究成果は学会発表⑤にて報告し，学生優秀賞を受賞した．また前年度の成果である高感度数密度測定法の開発は学会発表④にて報告し，最優秀賞を受賞した．
レーザー風洞に関して火星，金星における高層大気及び大気圏突入時の環境を模擬するために二酸化炭素を用いた作動を行った．その結果，プラズマの生成・維持に成功し高速気流の引き出しに成功した．この気流特性を評価するため気流診断を行ったところ，ノイズと同程度の二次高調波信号が得られ，現状では信頼できる結果を得るに至らなかったため，SN比の向上が課題となる．
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(6 results)
