| 研究課題/領域番号 |
16360426
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
趙 孟佑 九州工業大学, 工学部, 教授 (60243333)
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| 研究分担者 |
大塚 信也 九州工業大学, 工学部, 助教授 (60315158)
國中 均 宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部, 教授 (60234465)
豊田 和弘 宇宙環境技術研究センター, 助教授 (10361411)
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| キーワード | 人工衛星 / 太陽電池 / 放電 / 帯電 / プラズマ |
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| 研究概要 |
90年代末以降に、静止軌道(GEO)通信放送衛星内配電電圧(バス電圧)の100V化に伴って、衛星の表面帯電に起因した事故が多発化の傾向にある。GEOの表面帯電は80年代半ばにある程度解決された問題と見做されてきたが、衛星バス電圧が増加すると共に従来の対策では不十分であるとの認識が広まっている。本研究では大型GEO衛星に対応した表面帯電の緩和手法を開発することを目的とする。本研究では具体的には以下の3つの手法について検討し、試作品を開発する。
(1)太陽電池アレイのような脆弱な部分で放電が発生する前に、他の部位でわざと放電する「避雷針」
(2)衛星電位を能動的に制御すると共に、表面帯電電荷をプラズマで除電するプラズマ排出器。
(3)水素プラズマ処理された太陽電池アレイ用低抵抗型カバーガラス
避雷針効果検証試験用の供試体を用いて実験を行った。供試体を真空チャンバーに入れ、高真空下で電子ビームを照射し絶縁部材を帯電させた。その際、比較用として太陽電池アレイクーポンにも同時に同強度の電子ビームを照射した。太陽電池側面を意図的に荒らした供試体が、通常の太陽電池の10倍以上も放電確率が高いことを確認した。また、受動的な電子放出器を配置することによって、衛星電位を簡単に制御可能であることを確認した。
プラズマ排出器については、衛星周辺のプラズマ密度分布についての数値解析コードの作成を行った。
平成17年度は様々な太陽電池カバーガラス材料の導電率や表面抵抗率などの諸特性を計測するための計測システムを構築した。真空チャンバー内に試料に電子ビームを照射して電荷の緩和時間を計測すると共に、電荷の緩和過程を拡散方程式で近似して、両者が一致する拡散係数から導電率、表面抵抗率を算出する方法を確立した。
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