Understanding plasma turbulence in Hall thrusters

• Project/Area Number: 22H00243
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 24:Aerospace engineering, marine and maritime engineering, and related fields
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 山本 直嗣 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (40380711)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小菅 佑輔 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (00700296) ; 桑原 大介 中部大学, 理工学部, 准教授 (60645688)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥42,900,000 (Direct Cost: ¥33,000,000、Indirect Cost: ¥9,900,000); Fiscal Year 2024: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000); Fiscal Year 2023: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2022: ¥24,700,000 (Direct Cost: ¥19,000,000、Indirect Cost: ¥5,700,000)
• Keywords: 異常輸送 / ホールスラスタ / プラズマ乱流 / プラズマ計測 / 原動機・推進 / 電気推進

Outline of Research at the Start

オール電化衛星の成功により、宇宙の推進装置にも電気エネルギーを推進力に変換する電気推進を採用する流れが加速している。オール電化衛星の推進系には、推力電力比が大きいホールスラスタが有力候補であり、ホールスラスタ開発の鍵となるのが、推力電力比向上を阻害する電子の異常輸送の抑制である。この異常輸送を引き起こす要因として、プラズマ乱流の寄与を示唆する結果が得られた。しかしながら、このプラズマ乱流が「どのような」乱流で、「なぜ」異常輸送に寄与するのか、ブラックボックスのままである。そこで、本研究では、先に確立した計測技術を拡張し、揺動の時空間構造を計測して、プラズマ乱流の物理機構を解明する。