| 研究課題/領域番号 |
17H04973
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| 研究種目 |
若手研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
航空宇宙工学
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| 研究機関 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 |
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研究代表者 |
月崎 竜童 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (70720697)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
24,570千円 (直接経費: 18,900千円、間接経費: 5,670千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 21,970千円 (直接経費: 16,900千円、間接経費: 5,070千円)
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| キーワード | イオンエンジン / マイクロ波 / はやぶさ２ / Destiny+ / 中性粒子 / 2光子 / LIF / 2光子レーザ誘起蛍光法 / TALIF / ECR / レーザ / トムソン散乱 / 2光子LIF / プラズマ / レーザ誘起蛍光法 / ２光子レーザ誘起蛍光法 / ホールスラスタ / キセノン / カソード / 電気推進 / 2PLIF / プラズマ診断 / イオンスラスタ |
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| 研究成果の概要 |
「はやぶさ２」に搭載されたマイクロ波イオンエンジンの推進剤・キセノン中性粒子密度を2光子レーザ誘起蛍光法にて計測することに成功した。イオンエンジンのイオン源では推力向上の前後で、運転状態における内部の数密度がどのように変化したのか定量的に計測し、中性粒子密度が増加すると励起中性粒子が多数生まれ、電離に寄与し性能向上に至ったという結論を得た。中和器においては、プルーム領域における中性粒子のダイナミックな動きを初めて捉えることに成功した。かかる成果は、国内外の査読雑誌に13本出版され、現在も3本投稿中である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
イオンエンジンやホールスラスタなどの宇宙用プラズマ推進機は、燃料の密度分布が推進性能や電源仕様に重大な影響を及ぼすにもかかわらず実験的に計測する手法が確立されてこなかった。本研究によって確立された中性粒子密度計測手法によって数値計算の妥当性が検証可能となっただけでなく、推進性能やプラズマの電流振動に中性粒子がどのような影響をもたらすのか明らかになった。プラズマ推進機のさらなる発展により、地球全域をカバーするインターネット衛星網や、太陽系の生命起源に迫る深宇宙探査などの新たな宇宙プロジェクトが可能となり、人類の宇宙進出が加速する。
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