超小型衛星動力飛行用高総インパルス発生電熱加速型パルスプラズマスラスタの開発研究

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25289310
• Research Institution: Osaka Institute of Technology
• Principal Investigator: 田原 弘一 大阪工業大学, 工学部, 教授 (20207210)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 宇宙推進 / 電気推進 / パルスプラズマスラスタ / 電熱加速 / 超小型衛星 / 動力飛行 / 大電力 / 総力積

Outline of Annual Research Achievements

作動実験時の真空タンク環境が電熱加速型パルスプラズマスラスタ（PPT）の推進性能と噴出プラズマ流の状態に及ぼす影響を明らかにするために、より大容量、高真空下（10-4Pa台）における推進性能の測定、噴出プラズマの診断測定を行った。これらの実験は宇宙航空研究開発機構・宇宙科学研究所にて行われ、その結果が大阪工業大学で行われた実験結果と比較検討された。その結果、推進性能は圧力が高いほど悪くなり、その原因が検討予想された。
次に、耐久試験用の電熱加速型PPTを設計・製作し、長時間作動試験を行った。高作動安定性（連続ミスショット無し）を目指すと共に、推進性能の測定と共にスラスタ本体の熱特性を取得し、高耐久性スラスタ設計のための指針を提案した。
最後に、本研究で開発した高性能の小型衛星用電熱加速型PPTシステム（軽量システム重量：10kg）を超小型人工衛星プロイテレス２号機（質量50kg）に適用し、その優れた点を検討した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] スツットガルト大学/ミュンヘン防衛大学(ドイツ)
  • Country Name: GERMANY
  • Counterpart Institution: スツットガルト大学/ミュンヘン防衛大学
• [Int'l Joint Research] 韓国科学技術院(韓国)
  • Country Name: KOREA (REP. OF KOREA)
  • Counterpart Institution: 韓国科学技術院
• [Int'l Joint Research] マサチューセッツ工科大学/ジョージワシントン大学(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: マサチューセッツ工科大学/ジョージワシントン大学
• [Int'l Joint Research] 北京航空宇宙大学(中国)
  • Country Name: CHINA
  • Counterpart Institution: 北京航空宇宙大学
• [Journal Article] Flowfield Simulation for Development of High-Power Electrothermal Pulsed Plasma Thrusters onboard Osaka Institute of Technology Second PROITERES Nano-Satellite (2016)
  • Author(s): Masato Tanaka, Ryota Fujita, Keita Kanaoka, Hirokazu Tahara and Kyoko Takada
  • Journal Title: 8th Asian Joint Conference on Propulsion and Power (AJSPP 2016), Sunport Hall Takamatsu, Kagawa, Japan, AJCPP2016-119 Volume: 1 Pages: 1-6
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Research and Development of Electrothermal Pulsed Plasma Thrusters with High Total Impulse for the 2nd PROITERES Nano-Satellite (2016)
  • Author(s): Keita Kanaoka, Ryota Fujita, Koki Ryuho, Kohei Ono, Naoki Morikawa, Hirokazu Tahara, Kyoko Takada and Takashi Wakizono
  • Journal Title: 8th Asian Joint Conference on Propulsion and Power (AJSPP 2016), Sunport Hall Takamatsu, Kagawa, Japan, AJCPP2016-115 Volume: 1 Pages: 1-6
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Development of Electrothermal Pulsed Plasma Thruster Systems for Powered Flight of Micro-Satellites (2015)
  • Author(s): Ryota Fujita, Rikio Muraoka, Tomoyuki Ikeda, Keita Kanaoka, Hirokazu Tahara and Takashi Wakizono
  • Journal Title: Frontier of Applied Plasma Technology Volume: 8-1 Pages: 19-24
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Flowfield Simulation of High-Power Electrothermal Pulsed Plasma Thrusters onboard Osaka Institute of Technology Second PROITERES Satellite (2015)
  • Author(s): Masato Tanaka, Ryota Fujita, Keita Kanaoka, Chen Huanjun and Hirokazu Tahara
  • Journal Title: 10th Int. Symp. on Applied Plasma Science (ISAPS2015), Nara, Japan Volume: 1 Pages: 5-8
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Flowfield Simulation and Performance Prediction of Electrothermal Pulsed Plasma Thrusters Onboard Osaka Institute of Technology PROITERES Nano-Satellite Series (2015)
  • Author(s): Ryota Fujita, Rikio Muraoka, Keita Kanaoka, Chen Huanjun, Masato Tanaka, Hirokazu Tahara and Takashi Wakizono
  • Journal Title: Joint Conf.: 30th ISTS, 34th IEPC, 6th NSAT, Kobe Convention Center and Portpia Hotel, Kobe, Hyogo, Japan, IEPC-2015-207/ISTS-2015-b-207 Volume: 1 Pages: 1-10
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Research and Development of High-Power Electrothermal Pulsed Plasma Thruster Systems for Osaka Institute of Technology 2nd PROITERES Nano-Satellite (2015)
  • Author(s): Keita Kanaoka, Ryota Fujita, Rikio Muraoka, Hirokazu Tahara and Takashi Wakizono
  • Journal Title: Joint Conf.: 30th ISTS, 34th IEPC, 6th NSAT, Kobe Convention Center and Portpia Hotel, Kobe, Hyogo, Japan, IEPC-2015-22/ISTS-2015-b-22 Volume: 1 Pages: 1-10
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 大阪工業大学・超小型人工衛星プロイテレス2号機搭載大電力電熱加速型 パルスプラズマスラスタBBM/FMシステムの研究開発 (2016)
  • Author(s): 森川直樹, 藤田亮太, 金岡啓太, 隆宝洸貴, 小野航平, 田原弘一, 高田恭子, 脇園 尭
  • Organizer: 平成２７年度宇宙輸送シンポジウム, STEP-2015-028
  • Place of Presentation: ＪＡＸＡ宇宙科学研究所（神奈川県相模原市）
  • Year and Date: 2016-01-14 – 2016-01-15
• [Presentation] 数値シミュレーションによる大電力電熱加速型パルスプラズマスラスタの性能評価 (2016)
  • Author(s): 中西隆史, 隆宝洸貴, 藤田亮太, 田中慎人, 金岡啓太, 小野航平, 森川直樹, 田原弘一, 高田恭子,脇園 尭
  • Organizer: 平成２７年度宇宙輸送シンポジウム, STEP-2015-027
  • Place of Presentation: ＪＡＸＡ宇宙科学研究所（神奈川県相模原市）
  • Year and Date: 2016-01-14 – 2016-01-15
• [Presentation] 動力航行用大電力パルスプラズマエンジン搭載大阪工業大学超小型人工衛星 プロイテレス2号機の開発研究 (2016)
  • Author(s): 藤田洸貴, 上村拓也, 山内 翼, 田原弘一, 高田恭子, 池田知行
  • Organizer: 平成２７年度宇宙輸送シンポジウム, STEP-2015-026
  • Place of Presentation: ＪＡＸＡ宇宙科学研究所（神奈川県相模原市）
  • Year and Date: 2016-01-14 – 2016-01-15
• [Presentation] 大阪工業大学・プロイテレス衛星2号機搭載用高総インパルス発生大電力電熱加速型 パルスプラズマスラスタシステムの開発 (2015)
  • Author(s): 金岡啓太, 藤田亮太, 田中慎人, 陳カンシュン, 隆宝洸貴, 小野航平, 森川直樹, 田原弘一, 高田恭子, 脇園 尭
  • Organizer: 第５９回宇宙科学技術連合講演会, 2C06
  • Place of Presentation: かごしま県民交流センター（鹿児島県鹿児島市）
  • Year and Date: 2015-10-07 – 2015-10-09
• [Presentation] 数値シミュレーションによる電熱加速型パルスプラズマスラスタのプラズマ流診断・性能評価 (2015)
  • Author(s): 藤田亮太, 田中慎人, 陳カンシュン, 金岡啓太, 小野航平, 森川直樹, 隆宝洸貴, 田原弘一, 高田恭子, 脇園 尭
  • Organizer: 第５９回宇宙科学技術連合講演会, 2C05
  • Place of Presentation: かごしま県民交流センター（鹿児島県鹿児島市）
  • Year and Date: 2015-10-07 – 2015-10-09
• [Remarks] 大阪工業大学 工学部 機械工学科・宇宙推進工学研究室
  • URL: http://www.oit.ac.jp/med/~tahara/jp/index-j.html