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高速プラズマ流の加熱・加速制御技術の確立と先進宇宙プラズマ推進機開発

研究課題

研究課題/領域番号 18340183
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 プラズマ科学
研究機関東北大学

研究代表者

安藤 晃  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (90182998)

研究分担者 犬竹 正明  東北大学, 大学院・工学研究科, 名誉教授 (90023738)
服部 邦彦  日本工業大学, 共通教育系, 講師 (90261578)
市村 真  筑波大学, 数理物質科学研究科, 准教授 (10151482)
武藤 敬  核融合科学研究所, プラズマ加熱研究系, 教授 (90115949)
船木 一幸  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, 准教授 (50311171)
連携研究者 犬竹 正明  東北大学, 大学院・工学研究科, 名誉教授 (90023738)
服部 邦彦  日本工業大学, 共通教育系, 講師 (90261578)
市村 真  筑波大学, 数理物質科学研究科, 教授 (10151482)
武藤 敬  核融合科学研究所, プラズマ加熱研究系, 教授 (90115949)
船木 一幸  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, 准教授 (50311171)
研究期間 (年度) 2006 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
16,310千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 2,010千円)
2008年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2007年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2006年度: 7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
キーワードプラズマ応用 / 宇宙プラズマ推進 / 高周波イオン加熱 / 磁気ノズル / VASIMR / HITOP / 高周波加熱 / プラズマ推進 / イオン加熱 / 宇宙電気推進
研究概要

本研究は、次世代の大型宇宙ロケットシステムとして期待されている推力可変のプラズマ推進システムを開発するため、高速プラズマ流中のイオンを高周波により加熱し、加熱されて得た熱エネルギーを、磁気ノズルを用いて推進エネルギーへと変換する手法を開発するものである。本研究によりその原理検証に世界で初めて成功し、プラズマ密度や高周波の周波数特性、磁気ノズル形状や推進剤に対する依存性など、実機設計に必要な重要な知見を得ることが出来た。

報告書

(4件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (57件)

すべて 2009 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (24件) (うち査読あり 18件) 学会発表 (33件)

  • [雑誌論文] Generation of supersonic and super-Alfvenic flow by using ICRF heating and a magnetic nozzle2008

    • 著者名/発表者名
      Akira Ando, Tatsuya Hagiwara, Toshihiro Komagome, Kunihiko Hattori, Masaaki Inutake
    • 雑誌名

      Plasma Fusion Res Vol.3

    • NAID

      130000263963

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High Power Ion Heating in Helium and Hydrogen Plasmas for Advanced Plasma Thrusters2008

    • 著者名/発表者名
      Akira Ando, Tatsuya Hagiwara, Masakazu Domon, Takahiro Taguchi
    • 雑誌名

      Proc. of the 26th Int. Symp. on Space Tech. and ScienceInt. Symp. on Space Tech. and Science ISTS2008-b-49

      ページ: 1-5

    • NAID

      130000151845

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of supersonic and super-Alfvenic flow by using ICRF heating and a magnetic nozzle2008

    • 著者名/発表者名
      A. Ando
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research 3

    • NAID

      130000263963

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High Power Ion Heating in Helium and Hydrogen Plasmas for Advanced Plasma Thrusters2008

    • 著者名/発表者名
      A. Ando
    • 雑誌名

      Proc. of the 26th International Symposium on Space Technology and Science 1

    • NAID

      130000151845

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Multi-Reflection Type Visible-Laser Interferometer for High Density Plasma Measurements2007

    • 著者名/発表者名
      Kunihiko HATTORI, You NOGUCHI, Akira ANDO and Masaaki INUTAKE
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research Vol.2

    • NAID

      130002058937

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristics of electromagnetically accelerated plasma flow in an externally-applied magnetic field2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Tobari, Akira Ando, Masaaki Inutake, Kunihiko Hattori
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas Vol.14

    • NAID

      120002070293

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Advanced Plasma Propulsion with ICRF Heating and Magnetic Nozzle2007

    • 著者名/発表者名
      A.Ando, T.Hagiwara, Y.Kasashima, K.Hattori, M.Inutake
    • 雑誌名

      Advances in Applied Plasma Science Vol.6

      ページ: 97-100

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ICRF heating and plasma acceleration with an open magnetic field for the advanced space thruster2007

    • 著者名/発表者名
      A.Ando, M.Inutake, K.Hattori, M.Shibata, Y.Kasashima
    • 雑誌名

      Transaction of Fusion Science and Technology Vol.51

      ページ: 72-74

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plasma flow measurement by Mach probes in GAMMA102007

    • 著者名/発表者名
      A.Ando, H.Tobari, M.Shibata, H.Isobe, K.Hattori, M.Inutake, K.Nemoto, H.Higaki, M.Ichimura
    • 雑誌名

      Transaction of Fusion Science and Technology Vol.51

      ページ: 217-219

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transonic plasma flow passing through a magnetic mirror2007

    • 著者名/発表者名
      M. Inutake, A. Ando, K. Hattori, H. Tobari, T. Makita, H. Isobe, and T. Komagome
    • 雑誌名

      Transaction of Fusion Science and Technology Vol.51

      ページ: 141-146

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of supersonic plasma flows using an applied-field MPD arcjet and ICRF heating2007

    • 著者名/発表者名
      M. Inutake, A. Ando, K. Hattori, H. Tobari, T. Makita, M. Shibata, Y. Kasashima and T. Komagome
    • 雑誌名

      Plasma Physics and Controlled Fusion Vol.49

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ICRF heating and plasma acceleration with an open magnetic field for the advanced space thruster2007

    • 著者名/発表者名
      A. Ando
    • 雑誌名

      Transaction of Fusion Science and Technology 51

      ページ: 72-74

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transonic plasma flow passing through a magnetic mirror2007

    • 著者名/発表者名
      M. Inutake
    • 雑誌名

      Transaction of Fusion Science and Technology 51

      ページ: 141-146

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Multi-Reflection Type Visible-Laser Interferometer for High Density Plasma Measurements2007

    • 著者名/発表者名
      K. Hattori
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research 2

    • NAID

      130002058937

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristics of electromagnetically accelerated plasma flow in an externally-applied magnetic field2007

    • 著者名/発表者名
      H. Tobari
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas 14

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Advanced Plasma Propulsion with ICRF Heating and Magnetic Nozzle2007

    • 著者名/発表者名
      A. Ando
    • 雑誌名

      Advances in Applied Plasma Science 6

      ページ: 97-100

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of supersonic plasma flows using an applied-field MPD arcjet and ICRF heating2007

    • 著者名/発表者名
      M.Inutake
    • 雑誌名

      Plasma Physics and Controlled Fusion 49・5A

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Alfven wave excitation and single- pass ion cyclotron heating in a fast- flowing plasma2006

    • 著者名/発表者名
      Akira Ando, Masaaki Inutake, Motoi Hatanaka, Kunihiko Hattori, Hiroyuki Tobari and Tsuyoshi Yagai
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas Vol.13

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Nozzle Acceleration in a Fast-flowing Plasma for the VASIMR Thruster2006

    • 著者名/発表者名
      A.Ando, M.Shibata, Y.Kasashima, K.Hattori and M.Inutake
    • 雑誌名

      Proc. 25th Int. Symp. on Space Tech. and Science ISTS2006-b-42

      ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alfven wave excitation and single-pass ion cyclotron heating in a fast-flowing plasma2006

    • 著者名/発表者名
      A.Ando
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas 13・5

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Nozzle Acceleration in a Fast-flowing Plasma for the VASIMR Thruster2006

    • 著者名/発表者名
      A.Ando
    • 雑誌名

      Proc. of 25th Int. Symp. on Space Tech. and Science 1

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Plasma flow measurement by Mach probes in GAMMA102006

    • 著者名/発表者名
      A.Ando
    • 雑誌名

      Proc. of 6^<th> International Conference on Open Magnetic Systems for Plasma Confinement 1

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] ICRF heating and plasma acceleration with an open magnetic field for the advanced space thruster2006

    • 著者名/発表者名
      A.Ando
    • 雑誌名

      Proc. of 6^<th> International Conference on Open Magnetic Systems for Plasma Confinement 1

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Ion Cyclotron Heating and Magnetic Nozzle Acceleration of a Fast-flowing Plasma2006

    • 著者名/発表者名
      A.Ando
    • 雑誌名

      Plasma Application and Hybrid Functionally, Materials 15

      ページ: 45-48

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙を開拓するプラズマ推進2009

    • 著者名/発表者名
      安藤晃
    • 学会等名
      プラズマ科学シンポジウム2009(PSS-2009/SPP-26)
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2009-02-03
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Measurement of super-Alfvenic plasma flow by using an Alfven Mach probe2009

    • 著者名/発表者名
      安藤晃, 他
    • 学会等名
      プラズマ科学シンポジウム2009(PSS-2009/SPP-26)
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2009-02-03
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] アルヴェンマッハプローブを用いた高速プラズマ流計測2009

    • 著者名/発表者名
      安藤晃
    • 学会等名
      プラズマ科学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2009-02-02
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] アルヴェンマッハプローブの特性評価と高速プラズマ流計測2008

    • 著者名/発表者名
      條真悟, 他
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第25回年会
    • 発表場所
      宇都宮
    • 年月日
      2008-12-04
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [学会発表] アルヴェンマッハプローブによる高速プラズマ流計測2008

    • 著者名/発表者名
      安藤晃, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      盛岡
    • 年月日
      2008-09-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Experimental Study of ion heating and acceleration in a fast-flowing plasma for the advanced plasma propulsion2008

    • 著者名/発表者名
      Akira Ando, et.al.
    • 学会等名
      International Congress on Plasma Physics
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2008-09-11
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Experimental Study of ion heating and acceleration in a fast-flowing plasma for the advanced plasma propulsion2008

    • 著者名/発表者名
      A. Ando
    • 学会等名
      International Congress on Plasma Physics 2008
    • 発表場所
      Fukuoka, 日本
    • 年月日
      2008-09-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Characteristics of an Alfven Mach Probe in a Fast-Flowing Plasma2008

    • 著者名/発表者名
      Shingo Jo, et.al.
    • 学会等名
      International Interdisciplinary-symposium on Gaseous and Liquid Plasmas
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2008-09-06
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Ion Heating and Acceleration in Helium and Hydrogen Plasmas for Advanced Plasma2008

    • 著者名/発表者名
      Akira Ando, et.al.
    • 学会等名
      International Interdisciplinary-symposium on Gaseous and Liquid Plasmas
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2008-09-06
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Ion Heating and Acceleration in Helium and Hydrogen Plasmas for Advanced Plasma2008

    • 著者名/発表者名
      A. Ando
    • 学会等名
      International Interdisciplinary-symposium on Gaseous and Liquid Plasmas
    • 発表場所
      Sendai, 日本
    • 年月日
      2008-09-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Characteristics of an Alfven Mach Probe in a Fast-Flowing Plasma2008

    • 著者名/発表者名
      S. Jo
    • 学会等名
      International Interdisciplinary-symposium on Gaseous and Liquid Plasmas
    • 発表場所
      Sendai, 日本
    • 年月日
      2008-09-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of Alfven Mach probe in a fast-flowing plasma2008

    • 著者名/発表者名
      Shingo JO, et.al.
    • 学会等名
      電気関係学会東北支部連合大会
    • 発表場所
      福島
    • 年月日
      2008-08-22
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Generation of supersonic and super-Alfvdnic flow with an open magnetic field2008

    • 著者名/発表者名
      A. Ando
    • 学会等名
      7th International Conference on Open Magnetic System for Plasma Confinement
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 年月日
      2008-07-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Generation of supersonic and super-Alfvenic flow with an open magnetic field2008

    • 著者名/発表者名
      Akira Ando, et.al.
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Open Magnetic System for Plasma Confinement
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 年月日
      2008-07-15
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 超アルヴェン速プラズマ流の生成とアルヴェンマッハプローブ計測2008

    • 著者名/発表者名
      土門正和, 他
    • 学会等名
      第7回核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      青森
    • 年月日
      2008-06-21
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [学会発表] High Power Ion Heating in Helium and Hydrogen Plasmas for Advanced Plasma Thrusters2008

    • 著者名/発表者名
      Akira Ando, et.al.
    • 学会等名
      The 26th International Symposium on Space Technology and Science
    • 発表場所
      Hamamatsu
    • 年月日
      2008-06-08
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] High Power Ion Heating in Helium and Hydrogen Plasmas for Advanced Plasma Thrusters2008

    • 著者名/発表者名
      A. Ando
    • 学会等名
      26th International Symposium on Space Technology and Science
    • 発表場所
      Hamalnatsu, 日本
    • 年月日
      2008-06-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 高速プラズマ流でのイオン加熱手法の開発2008

    • 著者名/発表者名
      萩原達也, 他
    • 学会等名
      平成19年度宇宙輸送シンポジウム
    • 発表場所
      相模原
    • 年月日
      2008-01-29
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 超アルヴェン速度を指向した磁気ノズルによる高密度プラズマ流の制御2007

    • 著者名/発表者名
      駒込敏弘
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第24回年会
    • 発表場所
      イーグレひめじ、日本
    • 年月日
      2007-11-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙推進応用を目指したプラズマ流イオン加熱手法の開発2007

    • 著者名/発表者名
      萩原達也, 他
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第24回年会
    • 発表場所
      姫路市
    • 年月日
      2007-11-27
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 宇宙推進応用を目指したプラズマ流イオン加熱手法の開発2007

    • 著者名/発表者名
      萩原達也
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第24回年会
    • 発表場所
      イーグレひめじ、日本
    • 年月日
      2007-11-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Generation of supersonic and super-Alfvenic flow by using ICRF heating and a magnetic nozzle2007

    • 著者名/発表者名
      Akira Ando, et.al.
    • 学会等名
      The Joint Conference of 17th International Toki Conference(ITC)on Physics of Flows and Turbulence in Plasmas and 16th International Stellarator/Heliotron Workshop(ISHW)
    • 発表場所
      Toki
    • 年月日
      2007-10-16
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Generation of supersonic and super-Alfvenic flow by using ICRF heating and a magnetic nozzle2007

    • 著者名/発表者名
      A. Ando
    • 学会等名
      17th International Toki Conference(ITC)on Physics of Flows and Turbulence in Plasmas
    • 発表場所
      セラトピア土岐、日本
    • 年月日
      2007-10-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Development of Advanced Plasma Propulsion with ICRF Heating and Magnetic Nozzle2007

    • 著者名/発表者名
      A. Ando, et.al.
    • 学会等名
      The 6th Int. Symp. of Applied Plasma Science
    • 発表場所
      Nikko
    • 年月日
      2007-09-25
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of Advanced Plasma Propulsion with ICRF Heating and Magnetic Nozzle2007

    • 著者名/発表者名
      A. Ando
    • 学会等名
      6th Int. Symposium of Applied Plasma Science
    • 発表場所
      日光金谷ホテル、日本
    • 年月日
      2007-09-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Ion heating and acceleration experiment in hydrogen plasma for the VASIMR-type Thruster2007

    • 著者名/発表者名
      Akira Ando, et.al.
    • 学会等名
      The 30th International Electric Propulsion Conference
    • 発表場所
      Florence, Italy
    • 年月日
      2007-09-20
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Experiments of Ion Acceleration in a Magnetic Nozzle for an Advanced Plasma Thruster2007

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Hagiwara, et.al.
    • 学会等名
      The 30th International Electric Propulsion Conference
    • 発表場所
      Florence, Italy
    • 年月日
      2007-09-20
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Ion heating and acceleration experiment in hydrogen plasma for the VASIMR-type Thruster2007

    • 著者名/発表者名
      A. Ando
    • 学会等名
      30th International Electric Propulsion Conference
    • 発表場所
      Villa Vittoria,イタリア
    • 年月日
      2007-09-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Experiments of Ion Acceleration in a Magnetic Nozzle for an Advanced Plasma Thruster2007

    • 著者名/発表者名
      T. Hagiwara
    • 学会等名
      30th International Electric Propulsion Conference
    • 発表場所
      Villa Vittoria,イタリア
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Generation of supersonic and super-Alfvenic flow using RF heating and a magnetic nozzle2007

    • 著者名/発表者名
      T.Hagiwara, et.al.
    • 学会等名
      The 28th Int. Conf. on Phenomena in Ionized Gases
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2007-07-17
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Generation of supersonic and super-Alfvenic flow using RF heating and a magnetic nozzle2007

    • 著者名/発表者名
      T. Hagiwara
    • 学会等名
      28th Int. Conf. on Phenomena in Ionized Gases
    • 発表場所
      Top Hotel Praha,チェコ
    • 年月日
      2007-07-17
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 磁気ノズルによる遷音速流の生成と宇宙推進機への応用2006

    • 著者名/発表者名
      犬竹正明, 他
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第23回年会
    • 発表場所
      つくば市
    • 年月日
      2006-12-01
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 先進型プラズマ進機開発を目指した高速プラズマ流でのICRF加熱と磁気ノズル加速2006

    • 著者名/発表者名
      笠嶋悠司, 他
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第23回年会
    • 発表場所
      つくば市
    • 年月日
      2006-11-28
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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