| 研究課題/領域番号 |
15360453
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
航空宇宙工学
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| 研究機関 | 独立行政法人宇宙航空研究開発機構 |
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研究代表者 |
小川 博之 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部宇宙航行システム研究系, 助教授 (60311172)
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| 研究分担者 |
船木 一幸 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部宇宙輸送工学研究系, 助教授 (50311171)
山川 宏 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部宇宙航行システム研究系, 助教授 (50260013)
藤田 和央 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 総合技術研究本部空気力学研究グループ, 主任研究員 (90281584)
中島 秀紀 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (60112306)
大津 広敬 静岡大学, 工学部, 助手 (20313934)
野中 聡 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部・宇宙航行システム研究系, 助教授 (40332150)
中山 宜典 防衛大学校, システム工学群, 講師
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
8,700千円 (直接経費: 8,700千円)
2005年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2004年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2003年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
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| キーワード | プラズマ / 探査機 / 電磁流体力学 / 太陽風 / 磁気圏 / 磁気プラズマセイル / 電磁プラズマセイル / Magneto Plasma Sail / Magnetic Sail / Solar Wind / Propulsion / MHD / Particle Simulation / DSMC / Astrodynamics |
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| 研究概要 |
プラズマ噴射による磁場展開(磁場インフレーション)を伴わない磁気セイルについて以下の結果を得た:
1.電磁流体力学に基づいた数値解析から,磁気セイルが磁気圏中に流れる誘導電流から受けるLorentz力により推力を得ることを明らかにした.ダイポール磁場の磁気モーメントが太陽風流方向と平行な場合が最も推進の効率が良いことが分かった.
2.Full PIC法で太陽風と磁場の干渉解析を行い,推力の見積もりを行った.
3.太陽風とダイポール磁場との干渉の数値シミユレーションをHybrid PIC法により行い,さまざまなスケールの磁気セイルについて太陽風に対する抵抗係数を解析し,近似計算法則を求めた.
4.磁気セイル周りのプラズマ流を模擬する地上実験設備の設計・製作を行った.
磁場インフレーションを伴う電磁プラズマセイルについて以下の結果を得た:
5.電磁流体モデルを用いて電磁プラズマセイルを数値シミュレーションし,電磁プラズマセイルの抵抗係数を求めた.電磁プラズマセイルの性能について評価し,イオンスラスターよりも良いパフォーマンスを得るには,大きな機体が必要となることを明らかにした.
6.3次元ハイブリッドコードによりプラズマ噴射による磁場インフレーションと太陽風-磁場干渉のシミュレーションを行った.噴射プラズマによって磁場がインフレーションされることを確認した.太陽風-磁場干渉解析から推力を概算し,数十kmの磁気圏において十分に推力が発生できることを確認した.
7.電磁流体解析により,電磁プラズマセイルから噴射するプラズマと磁気圏の大きさ,及び推力との関係を求めた.噴射プラズマのβ値を大きくすることで磁気圏はより大きく広がるが,低いβ値でないと電気推進と比べ効率が良くないことがわかった.
磁気セイル,磁気プラズマセイルを深宇宙探査に応用した際の有用性について評価した.
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