| 研究課題/領域番号 |
19K23486
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
中村 友祐 名古屋大学, 工学研究科, 特任助教 (10847685)
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| 研究期間 (年度) |
2019-08-30 – 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 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 電気推進機 / 大気吸い込み式 / 超低軌道 / 大気プラズマ / 電気推進 / 大気放電 / プラズマ / 空気吸い込み式 / 高エンタルピー / 極超音速 / 低軌道衛星 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高度100 kmから300 km程度の軌道を回る超低軌道衛星は大気抵抗による減速のため軌道の維持には推進機が必要である。これに取り込んだ大気を推進剤として利用する電気推進を用いれば、消耗品がないため故障しない限り半永久的な軌道維持が可能である。さらに、この推進機を打ち上げコストの安い超小型衛星に搭載できれば、商業利用も期待できる。近年このような電気推進機がいくつか提案されているが、まだ課題があり、実現に至っていない。本研究では、ラム圧縮によるプラズマ生成、超音速作動、シンプルな構造という３つの特徴をもった新しい推進機を提案し、数値計算、実験の双方から作動点を探し、実現に向けた設計を行う。
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| 研究成果の概要 |
近年，地球周回軌道に残された宇宙ゴミの増加が問題となっている．そこで注目しているのが高度200 km程度の超低軌道である．この軌道を回る物体は，薄く存在する大気による抵抗のため宇宙ゴミにならない．軌道の維持には推進機が必要であるが，取り込んだ大気を推進剤として利用する電気推進が実現できれば、故障しない限り半永久的な軌道維持が可能である。本研究では、新しい特徴をもった大気吸い込み式電気推進機を提案し，これを実際に設計，製作し，さらに希薄な空気に対して実際に作動することを確認した．しかしながら，用いた気流は超低軌道環境を十分に模擬できておらず，実現には更なる研究が必要である．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で提案する大気吸い込み式電気推進機が実現し，超低軌道の利用が可能となれば，宇宙ゴミ増加の問題が解決するのみならず，デブリ化の心配がなくなることにより，宇宙産業が更に活発になる可能性がある．本研究では実際に希薄空気流に対しての作動が確認できたが，静止希薄空気に対して電気推進機を作動させた例も世界で数例しかなく，実現に向けた大きな一歩であると考えている．
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