| 研究課題/領域番号 |
23H00211
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
中区分24: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 |
長野 方星 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10435810)
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| 研究分担者 |
秋月 祐樹 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (00887573)
小川 博之 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (60311172)
坂谷 尚哉 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 特任助教 (70795187)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
46,930千円 (直接経費: 36,100千円、間接経費: 10,830千円)
2025年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2024年度: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2023年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
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| キーワード | 熱物性 / 月面長期滞在 / 宇宙機熱制御 / レゴリス / ロックインサーモグラフィ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，これまで有効な手段がなかった「月面長期間滞在方法」に対して，月表面を覆う堆積層（レゴリス）の特異な熱特性を活用した新しい月面長期滞在方法を提案する。そのためレゴリスの超断熱性・蓄熱性発現メカニズムの解明，詳細月面熱環境モデルの確立，熱流体スイッチによる越夜方法の検証を行い，従来の熱制御の延長上にはない新たな周囲環境共生型熱制御法を確立し，宇宙熱制御工学分野の新たな学理創出を目指す。
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| 研究実績の概要 |
月の砂（レゴリス）の熱物性（熱拡散率，比熱）を明らかにするため，単粒子ミクロ測定およびレゴリス層マクロ計測が可能な装置構築を行った。また温度依存性も測定できるように装置改良を行った。まず月の模擬砂（レゴリスシミュラント）を入手し，単粒子の熱物性の計測ができるよう加熱方法の検討，レーザースポットの最適化，解析条件の検討を行い，有効な測定ができることを確認した。次に本物のレゴリスを入手し，本測定を適用した。その結果，熱拡散率に真空度依存性があることを確認した。これは，レゴリスに多数のクラックがあり，空気の有無により熱拡散率の値が確認されるためであると考えられる。また，加熱周波数依存性もあることが確認された。これはバルク材には見られない傾向であることから，レゴリスの内部のボイドやクラックの影響が熱拡散率測定に影響を及ぼしていることが考えられる。
また，月面模擬環境での実験を行うための月面シミュレーターの設計検討を行った。チャンバー内に設置されるレゴリス層の幅，高さをパラメータとし，外部熱環境の影響を受けない加熱周波数を明らかにし，サイズの決定を行った。
さらに，熱制御方法として検討しているマルチエバポレータ型ループヒートパイプの設計，製作を行い，熱負荷条件に伴う流動変化，スイッチ性を確認することができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究分担者との研究交流も活発であり，順調であると判断できるため。
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| 今後の研究の推進方策 |
構築した熱物性測定法を用いて，種々の条件におけるレゴリス単粒子，バルク層の熱物性を明らかにする。また設計結果に基づく月面模擬装置の構築を行う。さらにループヒートパイプについては，宇宙環境での実利用を想定したデバイスの試作を行う。
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