| 研究領域 | 革新的超小型衛星による機動的で高頻度な深宇宙探査領域の開拓 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05747
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
永田 晴紀 北海道大学, 工学研究院, 教授 (40281787)
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| 研究分担者 |
KAMPS LANDON 北海道大学, 工学研究院, 特任助教 (70869502)
脇田 督司 北海道大学, 工学研究院, 助教 (80451441)
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| 研究期間 (年度) |
2020-10-02 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
31,460千円 (直接経費: 24,200千円、間接経費: 7,260千円)
2022年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2021年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2020年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
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| キーワード | ハイブリッドロケット / 小型相乗り宇宙機 / 軌道変換ロケット / ノズル浸食 / キックモータ / 小型宇宙機 / 宇宙推進 / 軌道変換 / 地上燃焼実験 / ロケット / 宇宙 / 推進 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ペイロードへの負荷を考えると、加速度は最大で2～3G、平均で1～2G程度に抑えたい。1 km/s程度の増速を与えるには50～100秒の長秒時燃焼が必要である。そこで、「上記長秒時燃焼および限られた搭載容積（相乗りベイ）において、
1) 高比推力（適切な燃料／酸化剤流量比）を維持する固体燃料形状設計の自在性
2) ノズルスロート浸食履歴を予測した上での最適ノズル形状設計
3) ノズルスロート浸食を抑制する作動条件およびノズル材料
の解を得ることで本キックモータの実用化に繋げる。自在な燃料形状設計はCAMUI形状の採用により実現し、ノズル浸食機構をノズルスロート再現法を用いて解明する。
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は、静止トランスファー軌道まで相乗りし、近地点で1 km/s 前後の増速を与えて月、火星、金星等へ向かう超小型深宇宙探査機用のキックモータ（軌道変換用上段ロケット）を開発することである。このため、円筒およびCAMUI型の各形状での燃料後退速度式の取得（固体燃料形状設計の自在性の確保）、ノズル浸食を考慮に入れた最適設計手法の構築、およびノズル浸食を抑制する手法の開発を行った。燃料後退速度式を取得し、相乗りスペースと重量の拘束の元、獲得速度を最大化する解を探索し、酸化剤として亜酸化窒素を選択した。グラファイトノズルを液体酸化剤で冷却しながら燃焼実験を行い、ノズル浸食の抑制に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果を事業化するため、北大発ベンチャー企業としてLetara（株）を2020年に起業し、2022年2月に最初の資金調達に成功した。本研究成果を事業化するため、北大発ベンチャー企業としてLetara（株）を2020年に起業し、2022年2月に最初の資金調達に成功した。本研究成果を事業化するため、北大発ベンチャー企業としてLetara（株）を2020年に起業し、2022年2月に最初の資金調達に成功した。本研究成果を事業化するため、北大発ベンチャー企業としてLetara（株）を2020年に起業し、2022年2月に最初の資金調達に成功した。
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