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固体反応大気吸入イオンエンジンの超低軌道運用に関するフィージビリティースタディー

研究課題

研究課題/領域番号 25630392
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 航空宇宙工学
研究機関神戸大学

研究代表者

田川 雅人  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10216806)

研究分担者 横田 久美子  神戸大学, 大学院工学研究科, 助手 (20252794)
連携研究者 西山 和孝  宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (60342622)
臼井 英之  神戸大学, 大学院システム情報学研究科, 教授 (10243081)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード大気吸入型電気推進 / 超低軌道衛星 / 宇宙環境利用 / 低地球軌道 / イオンエンジン / 電気推進 / 原子状酸素 / 大気吸入 / ABIE / マイクロ波
研究成果の概要

超低軌道の大気を推進剤とする大気吸入イオンエンジン(ABIE)について、ABIEへの分子流入速度を地上で再現できるレーザーデトネーション法を用いた実験的研究方法を確立することを目標とした研究である。ABIE試作機と原子状酸素ビーム装置を用いた実験の結果、リフレクターで反射された原子状酸素により放電室内の瞬間的な圧力上昇とプラズマ点火が確認され、世界初となる高速原子状酸素流によるマイクロ波プラズマ点火実証が行われた。一方、プラズマシミュレーション結果からは最適化されたメッシュ電極の配置、RABIEモードを実現するリフレクター形状と放電室内分子分布の最適化等が重要であることが示唆された。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (17件) (うち招待講演 1件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] レーザーデトネーション法による低軌道宇宙環境地上シミュレーションとEUV2014

    • 著者名/発表者名
      田川雅人, 横田久美子,
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 42 ページ: 50-54

    • NAID

      130007897472

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multiple-composition hyperthermal atomic beams formed by a laser-induced plasma for planetary environmental studies2014

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Yokota, Daiki Watanabe, Junki Ohira, Masahito Tagawa
    • 雑誌名

      Physica Scripta

      巻: T161 ページ: 013035-013035

    • DOI

      10.1088/0031-8949/2014/t161/014035

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of Atomic Oxygen Irradiation on Field Emission Cathodes in Low Earth Orbit2014

    • 著者名/発表者名
      Atsuko Shimada, Yoshinobu Tanaka, Yasushi Ohkawa, Koji Matsumoto, Masahito Tagawa, Makoto Matsui, Yoshiki Yamagiwa
    • 雑誌名

      Aerospace Technology Japan

      巻: 12 ページ: 59-64

    • NAID

      130004956792

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental Study on Air Breathing Ion Engine using Laser Detonation Beam Source2013

    • 著者名/発表者名
      Masahito Tagawa, Kazutaka Nishiyama, Kumiko Yokota, Yasuo Yoshizawa, Daisaku Yamamoto, Takaho Tsuboi, Hitoshi Kuninaka
    • 雑誌名

      J. Propulsion and Power

      巻: 29501-506 ページ: 501-506

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Three dimensional particle-in-cell simulation for the development of air breathing ion engine2015

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Kawaguchi, Hideyuki Usui, Yohei Miyake, Tsubasa Yasukochi, Masato Fukuda, Kumiko Yokota, Masahito Tagawa
    • 学会等名
      Joint Conference, 30th International Symposium on Space Technology and Science and 34th International Electric Propulsion Conference
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      2015-07-04 – 2015-07-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of ECR plasma in air breathing ion engine (ABIE): Neutral gas density distribution and ECR plasma formation2015

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Yasukochi, Hideyuki Usui, Yohei Miyake, Shinichiro Kawaguchi, Masato Fukuda, Kumiko Yokota, Masahito Tagawa
    • 学会等名
      Joint Conference, 30th International Symposium on Space Technology and Science and 34th International Electric Propulsion Conference
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      2015-07-04 – 2015-07-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 原子状酸素照射によるカーボンナノチューブ電界放出カソードへの影響と対策評価2015

    • 著者名/発表者名
      島田温子、井本伸、湯浅直樹、大川恭志、松本康司、田川雅人、山極芳樹
    • 学会等名
      平成26年度宇宙輸送シンポジウム
    • 発表場所
      宇宙科学研究所(相模原、神奈川)
    • 年月日
      2015-01-16 – 2015-01-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ECRプラズマ源を用いた中性粒子ビームのエネルギー特性2015

    • 著者名/発表者名
      久本泰慶、西山和孝、田川雅人、國中均
    • 学会等名
      平成26年度宇宙輸送シンポジウム
    • 発表場所
      宇宙科学研究所(相模原、神奈川)
    • 年月日
      2015-01-16 – 2015-01-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 3次元PICシミュレーションを用いた大気吸入型イオンエンジン放電室内部におけるプラズマ生成解析2014

    • 著者名/発表者名
      川口伸一郎,臼井英之、三宅洋平、安河内翼、横田久美子、田川雅人
    • 学会等名
      第11回宇宙環境シンポジウム
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪)
    • 年月日
      2014-12-10 – 2014-12-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 3次元粒子シミュレーションを用いた大気吸入型イオンエンジン開発のためのECRプラズマ解析2014

    • 著者名/発表者名
      川口伸一郎,臼井英之、三宅洋平、安河内翼、横田久美子,田川雅人
    • 学会等名
      第58回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      ブリックホール(長崎)
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブ電界放出カソードにおける原子状酸素対策の有効性評価2014

    • 著者名/発表者名
      島田温子、井本伸、大川恭志、松本康司、田川雅人、山極芳樹
    • 学会等名
      第58回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      ブリックホール(長崎)
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Importance of the hyperthermal (8km/s) gas/surface interactions in a complicated space environment for future spacecraft development2014

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Yokota, Masahito Tagawa
    • 学会等名
      VASSCAA-7
    • 発表場所
      Hsinchu, Taiwan ROC,
    • 年月日
      2014-10-05 – 2014-10-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Protection of materials from O-atom collision in low Earth orbit using thin oxide film grown in space2014

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Yokota, Akitaka Yoshigoe, Yuden Teraoka, Kazuhiro Kanda, Yuichi Furuyama, Koji Matsumoto, Masahito Tagawa
    • 学会等名
      13th European Vacuum Conference
    • 発表場所
      Aveiro, Portugal
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ground-based neutral gas environment simulation related to material degradation phenomena in the orbital altitudes of 200-500 km2014

    • 著者名/発表者名
      Masahito Tagawa, Takashi Oyabu, Junki Ohira, Daiki Watanabe, Yuki Yamasaki, Kumiko Yokota
    • 学会等名
      COSPAR Scientific Assembly
    • 発表場所
      Moscow, Russia
    • 年月日
      2014-08-02 – 2014-08-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Extreme ultraviolet emission from laser-induced plasma relevance to neutral gas environment simulation in LEO2014

    • 著者名/発表者名
      Masahito Tagawa, Junki Ohira, Daiki Watanabe, Yugo Kimoto, Hiroaki Nishimura, Kumiko Yokota
    • 学会等名
      COSPAR Scientific Assembly
    • 発表場所
      Moscow, Russia
    • 年月日
      2014-08-02 – 2014-08-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ECRプラズマ源を用いた中性粒子ビームのエネルギー特性2014

    • 著者名/発表者名
      久本泰慶、西山和孝、田川雅人、國中均
    • 学会等名
      平成25年度宇宙輸送シンポジウム
    • 発表場所
      相模原
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 大気吸入型イオンエンジン内のプラズマ生成に関する粒子シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      川口伸一郎,臼井英之,三宅 洋平,本山貴仁,横田久美子, 田川雅人
    • 学会等名
      平成25年度 RISH電波科学計算機実験(KDK)シンポジウム
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 大気吸入型イオンエンジン開発のための平面波ECRプラズマシミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      川口伸一郎,臼井英之,三宅 洋平,本山貴仁,横田久美子, 田川雅人
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      相模原
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 定常動作型原子状酸素源の開発とビーム性能評価2014

    • 著者名/発表者名
      久本泰慶,西山和孝,田川雅人,國中均
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      相模原
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Microwave plasma simulation for the development of air breathing ion engine2013

    • 著者名/発表者名
      Takahito Motoyama, Hideyuki Usui, Yohei Miyake, Kumiko Yokota, Masahito Tagawa
    • 学会等名
      The 29th International Space Technology and Sciences
    • 発表場所
      Nagoya
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Microwave Plasma Simulation for the Development of Air Breathing Ion Engin2013

    • 著者名/発表者名
      Takahito Motoyama, Hideyuki Usui, Yohei Miyake, Akihiko Hashimoto, Masahito Tagawa, Kumiko Yokota,
    • 学会等名
      The 11th International School/Symposium for Space Simulations
    • 発表場所
      Taiwan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] 宇宙機の熱設計2014

    • 著者名/発表者名
      金森康郎、増本博光監修、大西晃、杉田寛之、田川雅人編集
    • 総ページ数
      318
    • 出版者
      名古屋大学出版会
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] Protection of Materials and Structure in a Space Environment2013

    • 著者名/発表者名
      Masahito Tagawa et al
    • 総ページ数
      617
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 神戸大学大学院工学研究科における宇宙環境研究のページ

    • URL

      http://www.space-environmental-effect.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 神戸大学大学院工学研究科における宇宙環境研究のページ

    • URL

      http://www.space-environmental-effect.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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