| 研究課題/領域番号 |
20K14949
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 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) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 無電極電気推進機 / 高周波プラズマ / 電気推進機 / プラズマ / 高周波 / ECR放電 / 超小型推進機 / 深宇宙探査 / 電磁流体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
過去の超小型深宇宙探査衛星ではまだ電気推進機の数年にわたる長期作動には成功しておらず、これは既存の電極を用いた超小型電気推進機が電極損耗により短命であるためである。そこで本研究では「電子サイクロトロン共鳴を利用したプラズマの選択的生成」、「磁気ミラーを用いたプラズマ閉じ込め」、「変動磁場を用いた繰り返しパルス加速」の３つの特徴を持った無電極の超小型衛星用無電極電気推進機を新しく提案し、実験からその最適な作動点を模索する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では新たに提案した，プラズマ磁場閉じ込めの緩急を利用した宇宙用の無電極電気推進機の実証を目指す．この推進機は，管内にコイルと永久磁石で作った閉じ込め磁場中にGHz帯の高周波を印加し，ECR放電によりプラズマを生成し，この状態で閉じ込め磁場を一時的に弱めることでプラズマを排出し，推力を生む．周波数2 GHz～4 GHzの範囲で最大出力およそ15 Wの高周波を放射出来るシステムを完成させ，永久磁石のみで閉じ込め磁場を作った直径10 mmの管内にECR放電プラズマを目標エネルギー範囲内で生成することに成功したが，コイルによる磁場中でのプラズマの安定生成には成功しておらず，形状を模索中である．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で実証を目指す推進機は，長寿命，高燃費な超小型衛星向けの推進機であり，これが実現されれば，超小型衛星によるミッションの幅が大きく広がることが期待される．近年、超小型人工衛星は学術、産業双方の観点から注目を集めており，このことには大きな社会的な意義がある．現在，本推進機の実証にまでは至っていないが，推進機の放電室を模した管内において目標電力内でのプラズマ生成には成功しており，実現に向けた多くの知見を得ることが出来た．今後，加速用のコイルや，さらに安定したプラズマ生成を実現する放電室形状の検討を進め，実現を目指す．
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