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本研究は直径1mm以下の微小隕石や人工破片(デブリス)が、秒速10km/s以上の速度で、宇宙構造物に衝突する場合を想定した防護構造に関するものである。最も有効な防護方法は、本体前方に合金製のバンパ-板を設置することである。バンパ-板を衝撃インピ-ダンスの異った複合構造にすることによって、バンパ-と本体の空間を小さくし、バンパ-総重量を軽減する方法を開発することを本研究の目的としている。
微小隕石のモデルとして、パイレックスガラスビ-ズを使用した。ガラスビ-ズの加速はプラズマガンを使用した。直径0.5mmのガラスビ-ズを秒速13.8kmに加速することに成功した。この値は世界最高記録と思われるが、再現性を確認した上で公表する予定である。11km/sが限界と思われていた壁を突破できたのは、プラズマガンの主軸方向だけに限定していたガラスビ-ズの飛行経路を放射状に広げ、検出器を放射状に配置した結果である。
複合バンパ-モデルとして2024AlとCuの組み合わせについて実験を行った。衝突面にCuをもった複合板では、背面のAl合金板の効果はほとんど見られなかった。その逆のAl合金を前面にもつ複合板では、衝撃波がAl合金とCuの境面で反射するため、Al合金はより大きなダメ-ジを受け、破片雲は本体と逆方向に噴出するため、単層のバンパ-より防性能が高いことが明らかになった。この傾向は衝撃速度が高くなるほど著しく、13.8km/sでは、Al合金側にガラスビ-ズの4倍以上、Cuには2倍程度の孔があくことが分った。
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