光触媒活用デュアルイオンエンジンによる小型プラズマ推進機の大推力化

• 研究課題/領域番号: 24K21537
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分14:プラズマ学およびその関連分野
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 高橋 和貴 東北大学, 工学研究科, 准教授 (80451491)
• 研究期間 (年度): 2024-06-28 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2026年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2025年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2024年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: イオンエンジン / 水分解 / 推力

研究開始時の研究の概要

電気推進機の小型化に伴い推力発生に寄与しない中和器の消費電力や寿命が問題となる．本研究では，高周波プラズマ源とビーム引出し電源系の精密時間制御と，宇宙空間での強力な太陽光と光触媒を活用した水分解による水素・酸素ガス供給系を組み合わせ，正負イオンビーム源を併用した電荷中和と大推力化へと挑戦する．すなわち，水を貯蔵燃料とした光触媒活用型のデュアルイオンエンジンの開発と原理実証を行い，小型イオンエンジンの大推力化に挑戦することを目的とする．本研究により，プラズマを用いた新たな宇宙輸送技術を開拓する．さらには，光触媒材料の新たな応用展開や負イオン源工学応用へとつながることが期待される．