| 研究課題/領域番号 |
21K04485
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 龍谷大学 |
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研究代表者 |
大塩 裕哉 龍谷大学, 先端理工学部, 助教 (80711233)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 電気推進 / プラズマ計測 / 超小型衛星 / 光学計測 / 高周波プラズマ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
超小型人工衛星はそのサイズと発電能力から推進機の搭載例は少なく適した超小型推進機の開発が要求されている．その１つとして超小型プラズマ推進システムの研究開発が進められている。このようなプラズマ推進には推進機内外のプラズマ状態の把握が不可欠であるものの，超小型推進では数mm程度の狭領域でのプラズマ現象であるためにその計測が困難である．本研究では，光学的計測手法による，狭領域のプラズマの空間的特性手法を開発する．その上で，超小型プラズマ推進の1種である超小型RF(Radio Frequency)プラズマスラスタに適応することで，狭領域でのプラズマ生成・加速特性を明らかにすることを目指す．
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| 研究成果の概要 |
超小型衛星用の推進機として超小型プラズマスラスタの開発が進められているものの、数mmサイズとなる狭領域のプラズマ特性の計測が課題であった。本研究では、超小型RFプラズマスラスタを対象として、狭領域のプラズマの輝線輝度分布を計測する光学計測システムを開発し、狭領域のプラズマ特性の理解に向けたプラズマ分布計測を実施した。10 mm×10 mmの領域を0.026 mmの空間分解能で相対的な電子数密度ならびに中性粒子密度分布を計測することに初めて成功した。更に、狭領域特有の放電管内のプラズマ現象を確認し、放電管長さや径に対しての影響を明らかにし、超小型プラズマスラスタの最適化に向けた知見を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
超小型衛星の打ち上げ数は年々増加しており、それに伴い超小型スラスタへの要求も高まっている。特にプラズマスラスタの性能向上は超小型衛星ミッションの高度化に重要である。超小型プラズマスラスタの対象となる狭領域のプラズマ現象は計測の難しさから未だ未解明な部分が多い。本研究の成果であり、狭領域のプラズマ計測手法を応用することで、狭領域のプラズマ現象の解明、それに伴う超小型プラズマスラスタの性能向上へつながることが期待できる。
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