| 研究課題/領域番号 |
20H02348
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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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| 審査区分 |
小区分24010:航空宇宙工学関連
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| 研究機関 | 大阪公立大学 (2022)
大阪府立大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
森 浩一 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (90375121)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2020年度: 12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
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| キーワード | レーザー推進 / スペースデブリ / レーザーアブレーション / 静電浮遊 / アブレーション / 液滴分裂 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
直径1ー10cmの小型のスペースデブリを除去する方法として、遠隔にレーザービームを照射し、軌道変換に必要な速度増分を与える「レーザーナッジ」の研究が活発に行われている。しかし、ここで見落とされているのが、デブリにハイパワーレーザー光を照射し続ければ、デブリの大部分が液化してしまうという問題である。本研究では、静電浮遊により、実際のスペースデブリと同様の熱的・力学的孤立系を実現する。種々の時間特性を有するレーザー装置を用い、連続照射時の浮遊デブリの相変化と破壊のダイナミクスを観測し、推進力を計測する。
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| 研究実績の概要 |
JAXAとの共同研究を通じて、JAXA筑波宇宙センターにおける地上設備の静電浮遊炉を用いて、ジルコニウム、チタン、ステンレスの３種の材料について、CWレーザーアブレーションによる推進力の大きさと、照射時間に対する推力の時間変化について、定量的な実験データを得た。さらに、この知見を活かして、国際宇宙ステーション内の静電浮遊炉を用いての推力計測実験を進めている。
さらに、当初の目標であった、レーザー推進力計測用の静電浮遊炉が完成した。重力方向の制御に加えて、水平方向の制御にも成功し、圧力1E-4Pa程度の真空中においても、安定に、定位置に、ターゲットを浮遊させることに成功した。アルミニウムやステンレスなど、種々の固体材料の静電浮遊に成功し、これにレーザー光を高精度に集光することにも成功した。さらに、この静電浮遊装置を用いて、ターゲットにレーザーパルスを照射した際に生じる力積量を求めることにも成功した。
その結果として、これまで計測が困難であった、1MW/cm2 程度の低レーザーパワー密度における微小な力積を精密に計測できることがわかった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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