| 研究課題/領域番号 |
16360426
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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 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
趙 孟佑 九州工業大学, 工学部, 教授 (60243333)
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| 研究分担者 |
大塚 信也 九州工業大学, 工学部, 助教授 (60315158)
豊田 和弘 九州工業大学, 宇宙環境技術研究センター, 助教授 (10361411)
國中 均 宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部, 教授 (60234465)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
15,100千円 (直接経費: 15,100千円)
2006年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2005年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2004年度: 8,200千円 (直接経費: 8,200千円)
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| キーワード | 人工衛星 / 太陽電池 / 放電 / 帯電 / プラズマ / 電界放出 / 静止軌道 / 高電圧 / 宇宙 |
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| 研究概要 |
90年代末以降に、静止軌道(GEO)通信放送衛星内配電電圧(バス電圧)の100V化に伴って、衛星の表面帯電に起因した事故が多発化の傾向にある。GEOの表面帯電は80年代半ばにある程度解決された問題と見做されてきたが、衛星バス電圧が増加すると共に従来の対策では不十分であるとの認識が広まっている。本研究では大型GEO衛星に対応した表面帯電の緩和手法を開発することを目的とする
本研究では具体的には以下の2点の手法について試作品を製作し、地上実験において効果を検証した。
(1)衛星電位が負に沈みこむと同時に電子を衛星から放出することで衛星電位をゼロ付近に保って、危険な帯電状態を回避する「電子エミッタ」
(2)太陽電池アレイのような脆弱な部分で放電が発生する前に、わずかな電位差でわざと放電する「避雷針」
電子エミッタは炭素含有導電性接着剤の上に高分子フィルムを貼り付け、接着剤の縁を露出させてトリプルジャンクションを形成させることが有効であることがわかった。絶縁剤の帯電により、接着剤の縁から自動的に電子が放出され、一時間程度にわたって安定的に電子を放出することでできた。数cm角の素子を100個程度衛星表面に貼り付ければ、大型静止衛星の帯電を阻止できることがわかった。
避雷針については、通常の太陽電池を使い、むき出しにした電池側面を荒らすことで、100倍以上の確率で放電が発生しやすくなることを示した。これらの避雷針素子を太陽電池パネル上にはりつければ通常の太陽電池での放電を1%以下に抑えることができる。
本研究の2つの帯電緩和・放電抑制手法は素子が自動的に作動することで他の装置は必要なく、現状世界で最も簡便、軽量、低コストの放電対策システムとなり得る。今後は宇宙環境への耐性などについて研究を深め、軌道上実証の機会を探っていく。
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