2015 Fiscal Year Annual Research Report
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25820415
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
渡邊 裕樹 首都大学東京, システムデザイン研究科, 助教 (30648390)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | プラズマカソード / 電気推進 / 高周波放電 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までの実験結果を踏まえ，今年度は外部磁場印加型の高周波プラズマ電子源を試作し，電子放出性能の評価を行った．その結果，投入高周波電力140Wまでの作動条件では，ヘリコン波の誘起による明確な電子密度，電子電流の増加は確認されなかった．しかし，外部磁場を印加することにより，電子の電子源外への移送が強化され，電子の引き出しに必要な電位差が最適な磁場強度を設定すると大きく減少し，電子源の効率改善につながることが判明した．代表作動点として，投入高周波電力80W，キセノンガス流量0.08mg/sの作動条件において，磁場無しの条件では2.0Aの電子電流を得るのに電位差が41 V必要であったのに対して，同一の作動条件で，磁場有りの条件では 2.0Aの電子電流を得るのに必要な電位差が31 Vまで減少した．
また，製作した電子源のホールスラスタへの適用性についても，1kWのホールスラスタと組み合わせ作動を行うことにより，評価した．組み合わせ作動の結果，従来のホールスラスタ用電子源であるホローカソードと同程度の放電電流および推力が出力されることが確認され，ホールスラスタの地上評価用電子源として製作した電子源が適用可能であることを確認した．一方で，宇宙で実際に使用するためにはホローカソードに比べて消費電力が大きいため，より大きな省電力化が今後の課題として浮き彫りとなった．今後は，製作電子源を改修し，より大きな投入高周波電力での作動特性を取得し，ヘリコン波の誘起による電子放出性能の向上を目指し，宇宙での実用化につなげる．
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