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二酸化炭素の大気を有する惑星へ突入する探査システムに作用する非平衡輻射の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26289326
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 航空宇宙工学
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

藤田 和央  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主幹研究開発員 (90281584)

研究分担者 鈴木 俊之  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主任研究員 (20392839)
高柳 大樹  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究員 (70513422)
小澤 宇志  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究員 (70567544)
野村 哲史  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 研究員 (80709361)
連携研究者 アドリエン ルマル  宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門・宇宙航空プロジェクト, 研究員 (70770668)
研究協力者 西村 沙也香  静岡大学, 大学院・総合科学技術研究科
山田 透  静岡大学, 大学院・総合科学技術研究科
バンドー キヒロ  Ecole Polytechnique
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
キーワード宇宙航空流体力学 / 二酸化炭素 / 大気突入 / 輻射加熱 / 赤外線分光 / 火星探査 / 航空宇宙流体力学
研究成果の概要

既存の衝撃波管を改良して膨張波管とし,火星大気突入模擬環境において大気突入システムの模型を試験する装置を開発した.また,ゲート機能付き赤外線カメラを調達し,極短時間の赤外分光システムを開発した.これらによって,国内では唯一の,火星大気突入環境の赤外輻射スペクトル分布を計測可能な実験系を開発し,世界で初めて火星大気突入カプセル周りの赤外スペクトル分布を計測することに成功した.試験結果に基づいて,世界最高精度の高温 CO2 に係る輻射データベースを開発し,輻射加熱を予測する数値コードの精度を,従来の 50% 程度から 90% まで大幅に改善することに成功した.これは現時点で世界最高の精度である.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (39件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Non-Ablative Lightweight Thermal Protection System for Mars Aeroflyby Sample Collection Mission2017

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, T., Aoki, T., Ogasawara, T., and Fujita, K.
    • 雑誌名

      Acts Astronautica

      巻: 136 ページ: 407-420

    • DOI

      10.1016/j.actaastro.2017.04.001

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulations of CO2 Equilibrium Infrared Radiation Measurements2017

    • 著者名/発表者名
      Lemal, A., Takayanagi, H., Nomura, S., and Fujita, K.
    • 雑誌名

      Journal of Thermophysics and Heat Transfer

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prediction of Nonequilibrium Peak Radiation during Earth’s Atmosphere Suborbital Reentry2017

    • 著者名/発表者名
      Lemal, A., Bando, K., Nomura, S., Takayanagi, H., and Fujita, K.
    • 雑誌名

      Journal of Thermophysics and Heat Transfer

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 軽ガス銃を用いた火星カプセル全機周りの可視化2017

    • 著者名/発表者名
      野村哲史、伊藤夏青、松山信吾、藤田和央
    • 学会等名
      平成28年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      ヴェルクよこすか(横須賀市立勤労福祉会館)
    • 年月日
      2017-03-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] プリカーサ現象のモデル化に向けたVUV分光計測2017

    • 著者名/発表者名
      野村哲史、西村沙也香、河上泰斗、ルマル アドリアン、藤田和央
    • 学会等名
      平成28年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      ヴェルクよこすか(横須賀市立勤労福祉会館)
    • 年月日
      2017-03-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 膨張波管の試験気流推定に向けた数値解析2017

    • 著者名/発表者名
      山田透, Adrien Lemal, 松山新吾, 野村哲史, 高柳大樹, 藤田和央, 松井信
    • 学会等名
      平成28年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      ヴェルクよこすか(横須賀市立勤労福祉会館)
    • 年月日
      2017-03-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of Carbon Dioxide Infrared Radiation in the Afterbody of a Mars entry Capsule2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Takayanagi, Satoshi Nomura, Adrien Lemal, and Kazuhisa Fujita
    • 学会等名
      AIAA Science and Technology Forum and Exposition 2017
    • 発表場所
      Gaylord Texan, Grapevine, Texas
    • 年月日
      2017-01-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Physico-Chemical Parameters Governing the Convective and Radiative Heating from a CO2-Based Mixture2017

    • 著者名/発表者名
      Higuchi, Y., Pierre, L., Lemal, A., Matsuyama, S., and Fujita, K.
    • 学会等名
      AIAA Science and Technology Forum and Exposition 2017
    • 発表場所
      Gaylord Texan, Grapevine, Texas
    • 年月日
      2017-01-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 膨張波管により生成した気流の熱化学非平衡下での一次元計算2016

    • 著者名/発表者名
      山田透, Lemal Adrien, 松山新吾, 野村哲史, 高柳大樹, 藤田和央, 松井信
    • 学会等名
      平成28年度宇宙航行の力学シンポジウム
    • 発表場所
      宇宙科学研究所, 神奈川県相模原市
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 衝撃波前方における静電プローブを用いた電子温度および電子密度計測2016

    • 著者名/発表者名
      野村哲史,河上泰斗,西村沙也香,藤田和央
    • 学会等名
      平成28年度宇宙航行の力学シンポジウム
    • 発表場所
      宇宙科学研究所, 神奈川県相模原市
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 地球の環境下リエントリーにおける非平衡プラズマの予測2016

    • 著者名/発表者名
      ルマル アドリアン、野村哲史、高柳大樹、藤田和央
    • 学会等名
      平成28年度宇宙航行の力学シンポジウム
    • 発表場所
      宇宙科学研究所, 神奈川県相模原市
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 火星侵入時におけるCO2平衡および非平衡放射の予測2016

    • 著者名/発表者名
      ルマル アドリアン、野村哲史、高柳大樹、藤田和央
    • 学会等名
      平成28年度宇宙航行の力学シンポジウム
    • 発表場所
      宇宙科学研究所, 神奈川県相模原市
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] VUV Air Radiation Measurements at Shock Speeds Exceeding 12 km/s2016

    • 著者名/発表者名
      S. Nishimura, A. Lemal, S. Nomura, H. Takayanagi, K. Fujita, M. Matsui
    • 学会等名
      7th International Workshop on High Temperature Gas Radiation workshop
    • 発表場所
      Stuttgart, Germany
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] JAXA Aerothermodynamics Capabilities in Support of Human Space Flight and Exploration Missions2016

    • 著者名/発表者名
      Fujita, K., Tanno, H., Mizuno, M., Suzuki, T., Takayanagi, H., Ozawa, T., Nomura, S., and Lemal, A.
    • 学会等名
      7th International Workshop on High Temperature Gas Radiation workshop
    • 発表場所
      Stuttgart, Germany
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation of CO2 infrared radiation measurement behind a shock wave2016

    • 著者名/発表者名
      A. Lemal, S. Nomura, H. Takayanagi and K. Fujita
    • 学会等名
      7th International Workshop on High Temperature Gas Radiation workshop
    • 発表場所
      Stuttgart, Germany
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation of air VUV radiation measurement behind a shock wave2016

    • 著者名/発表者名
      A. Lemal, S. Nomura, H. Takayanagi and K. Fujita
    • 学会等名
      7th International Workshop on High Temperature Gas Radiation workshop
    • 発表場所
      Stuttgart, Germany
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of unknown radiative phenomena by optical diagnostics2016

    • 著者名/発表者名
      A. Lemal, S. Nomura, H. Takayanagi and K. Fujita
    • 学会等名
      7th International Workshop on High Temperature Gas Radiation workshop
    • 発表場所
      Stuttgart, Germany
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prediction of nonequilibrium peak radiation for Earth entries2016

    • 著者名/発表者名
      K. Bando, A. Lemal, S. Nomura, H. Takayanagi and K. Fujita
    • 学会等名
      7th International Workshop on High Temperature Gas Radiation workshop
    • 発表場所
      Stuttgart, Germany
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プリカーサ現象のモデル化に向けた衝撃波管における電子密度計測2016

    • 著者名/発表者名
      野村哲史、西村沙也香、ルマルアドリアン、高柳大樹、藤田和央
    • 学会等名
      第60回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      函館アリーナ,北海道函館市
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 将来の火星着陸探査に求められる輸送系技術と研究開発の現状2016

    • 著者名/発表者名
      藤田和央,石上玄也,臼井寛裕,火星着陸RG
    • 学会等名
      月・惑星シンポジウム
    • 発表場所
      宇宙科学研究所,神奈川県相模原市
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超高速大気突入条件における衝撃波前方の電離反応評価2016

    • 著者名/発表者名
      野村哲史、高柳大樹、、アドリアンルマル、藤田和央
    • 学会等名
      第48回流体力学講演会/第33回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 発表場所
      金沢歌劇座,石川県金沢市
    • 年月日
      2016-07-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 超高速大気圏再突入時の衝撃波背後の輻射加熱の衝撃波管を用いた研究2016

    • 著者名/発表者名
      西村沙也香、Lemal Adrien、野村哲史、高柳大樹、藤田和央、松井信
    • 学会等名
      第48回流体力学講演会/第33回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 発表場所
      金沢歌劇座,石川県金沢市
    • 年月日
      2016-07-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 火星大気突入機における背面赤外線輻射強度計測2016

    • 著者名/発表者名
      高柳大樹、アドリアンルマル、野村哲史、藤田和央
    • 学会等名
      第48回流体力学講演会/第33回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 発表場所
      金沢歌劇座,石川県金沢市
    • 年月日
      2016-07-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 軽ガス銃における超音速飛翔体周りの可視化と更なる高速化に向けた検討2016

    • 著者名/発表者名
      野村哲史、山田透、伊藤夏青、高柳大樹、藤田和央
    • 学会等名
      第92回風洞研究会議
    • 発表場所
      栃木県宇都宮市
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 飛翔体速度向上に向けた二段式軽ガス銃のモデル化2016

    • 著者名/発表者名
      山田透、梅谷彩子、伊藤夏青、野村哲史、高柳大樹、藤田和央、松井信
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会平成28 年度年会講演会
    • 発表場所
      東京大学, 東京都文京区
    • 年月日
      2016-04-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素衝撃波背後の赤外線発光スペクトル計測2016

    • 著者名/発表者名
      高柳大樹,野村哲史,Adien Lemal,藤田和央
    • 学会等名
      平成27年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      熊本大学,熊本県熊本市
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Simulation of nonequilibrium effects behind a shock wave for application to planetary entry missions.2016

    • 著者名/発表者名
      Adrien Lemal, 野村哲史,髙柳大樹,松山信吾,西村沙也加,藤田和央
    • 学会等名
      平成27年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      熊本大学,熊本県熊本市
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] CO2大気突入における輻射加熱評価のための解析的・実験的研究2016

    • 著者名/発表者名
      藤田和央, 高栁大樹, 野村哲史, Lemal Adrien
    • 学会等名
      平成27 年度 航空宇宙空力シンポジウム
    • 発表場所
      鹿児島県指宿市
    • 年月日
      2016-01-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Infrared Radiation Measurements from High Temperature CO2-based Mixtures2016

    • 著者名/発表者名
      Lemal, A., Nomura, S., Takayanagi, H., and Fujita, K.
    • 学会等名
      54th AIAA Aerospace Sciences Meeting
    • 発表場所
      San Diego, California, USA
    • 年月日
      2016-01-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of VUV Radiation Measurements from High Temperature Air Mixtures2016

    • 著者名/発表者名
      Lemal, A., Nishimura, S., Nomura, S., Takayanagi, H., Matsuyama, S., and Fujita, K.
    • 学会等名
      54th AIAA Aerospace Sciences Meeting
    • 発表場所
      San Diego, California, USA
    • 年月日
      2016-01-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 真空紫外域発光分光計測による超高速大気突入時の輻射加熱評価2015

    • 著者名/発表者名
      西村沙也香, 野村哲史, 高柳大樹、藤田和央, 松井信
    • 学会等名
      平成27年度宇宙航行の力学シンポジウム
    • 発表場所
      宇宙科学研究所, 神奈川県相模原市
    • 年月日
      2015-12-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Experimental and numerical assessment of aerothermal environments about Jupiter Trojan sample return capsule2015

    • 著者名/発表者名
      Fujita, K., Takayanagi, H., Matsuyama, S., Nishimura, S., Yamada, K., and Abe, T.
    • 学会等名
      The 30th International Symposium on Shock Waves
    • 発表場所
      Tel-Aviv, Israel
    • 年月日
      2015-07-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Speeding up of Shock Wave for Future Missions and Spectroscopic Measurement of Strong Shock Wave2015

    • 著者名/発表者名
      Nishimura, S., Takayanagi, H., Nomura, S., Fujita, K., and Matsui, M.
    • 学会等名
      30th International Symposium on Space Technology and Science
    • 発表場所
      Kobe, Hyogo, Japan
    • 年月日
      2015-07-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 膨張波管の特性評価と熱流束計測2015

    • 著者名/発表者名
      野村哲史, 高柳大樹, 藤田和央
    • 学会等名
      第47回流体力学講演会/第33回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所,東京都目黒区
    • 年月日
      2015-07-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 将来のサンプルリターンミッションのための高速衝撃波背後気流の評価2015

    • 著者名/発表者名
      西村沙也香, 高柳大樹, 野村 哲史, 藤田和央, 松井信
    • 学会等名
      第47回流体力学講演会/第33回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所,東京都目黒区
    • 年月日
      2015-07-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Radiative Heat Flux from Metallic Species in Free Piston Shock Tunnel HIEST2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Nomura, Hiroki Takayanagi, Kazuhisa Fujita, Hideyuki Tanno
    • 学会等名
      45th AIAA Thermophysics Conference
    • 発表場所
      Dallas, TX, USA
    • 年月日
      2015-06-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 衝撃波速度の高速度化と衝撃波背後の分光計測2015

    • 著者名/発表者名
      西村沙也香, 髙栁大樹, 野村哲史, 藤田和央, 松井信
    • 学会等名
      平成26年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      ホテル天坊, 群馬県渋川市
    • 年月日
      2015-03-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 火星着陸探査に向けた空力研究の現状と課題2015

    • 著者名/発表者名
      藤田和央
    • 学会等名
      平成26年度 航空宇宙空力シンポジウム
    • 発表場所
      皆生グランドホテル天水, 鳥取県米子市
    • 年月日
      2015-01-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 火星大気突入環境を模擬した膨張波管における熱流束計測2014

    • 著者名/発表者名
      野村哲史、高柳大樹、藤田和央
    • 学会等名
      平成26年度宇宙航行の力学シンポジウム
    • 発表場所
      宇宙科学研究所, 神奈川県相模原市
    • 年月日
      2014-12-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 将来のサンプルリターンミッションのための高速衝撃波管における発光分光計測2014

    • 著者名/発表者名
      高柳大樹,藤田和央
    • 学会等名
      第46回流体力学講演会/第32回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 発表場所
      弘前文化センター,青森県弘前市
    • 年月日
      2014-07-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Radiation intensity measurement in VUV wavelength region behind strong shock wave for future sample return missions2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Takayanagi , Kazuhisa Fujita , Hiroyuki Ishida , Kazuhiko Yamada , and Takashi Abe
    • 学会等名
      11th AIAA-ASME Joint Thermophysics and Heat Transfer Conference
    • 発表場所
      Hyatt Regency Atlanta , Atlanta, Georgia
    • 年月日
      2014-06-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Assessment of Convective and Radiative Heating for Jupiter Trojan Sample Return Capsule2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuhisa Fujita, Hiroki Takayanagi, Shingo Matsuyama, Kazuhiko Yamada, Takashi Abe
    • 学会等名
      11th AIAA-ASME Joint Thermophysics and Heat Transfer Conference
    • 発表場所
      Hyatt Regency Atlanta , Atlanta, Georgia
    • 年月日
      2014-06-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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