| 研究課題/領域番号 |
16K06063
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| 研究機関 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 |
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研究代表者 |
内田 英樹 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主任 (90450709)
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| 研究分担者 |
安田 進 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (30450711)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | アイソレータ / 渦電流 / ダンパ / 電気伝導度 / 磁束密度 / 人工衛星 / 宇宙望遠鏡 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、強磁性の永久磁石とアルミニウムの金属板を用いて発生させた渦電流に伴う減衰力を世界で初めて人工衛星に搭載可能な極低温環境でも擾乱(微小振動)を効果的に遮断できる機構（アイソレータ）に応用し、高精度な宇宙天文観測につなげようとするものである。計画している具体的な研究項目は次の２つで、平成28年度では①について実施した。
①渦電流アイソレータの極低温環境における減衰性能の最適設計
②渦電流アイソレータの衛星搭載状態での性能予測
まず、アルミニウムの電気伝導度と永久磁石の表面磁束密度を液体窒素温度から室温までの温度域で実測した。これらの材料特性の実測値を用いて渦電流アイソレータの減衰力を設計した。次に、この渦電流アイソレータをJAXA研究開発部門が保有する真空チャンバ付きの振動試験設備に設置し、真空中で-50度から室温の温度域でアイソレータ上下間の伝達関数と減衰波形のデータを取得し、実測値と設計値との比較を行った。
この試験結果によると、室温では渦電流の減衰力の実測値が設計値に対して5%程度の誤差の範囲であったが、-50度では20%程度の誤差が生じた。これはアイソレータの可動部とは完全に一致しない点にアイソレータを代表する温度規定点を設けたことで、規定点と可動部との温度差によって設計値に誤差が生じたためと推測された。今後は可動部に温度センサが設置できる構造的な工夫を行って対処する。なお、本試験でアルミニウムの電気伝導度について、今回の実測値とハンドブックに記載のデータと比較したところ、無視できない程度の差異があることが分かり、設計時には供試体に実際に使用する材料の実測値が必要なことが分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
振動試験装置のスペックとしては、-150度程度までの極低温環境が実現できるが、装置に不具合が生じたために、平成28年度中は温度環境が-50度程度までの試験に留まった。なお、室温から-50度程度までは予定のデータが取得でき、その際の低温環境での試験時の知見等を得た。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成29年度は振動試験装置の修理の具合を見ながら、平成28年度に得た知見を活かしつつ、渦電流アイソレータの可動部の温度が計測できるよう試験計画を立案した上で、-150度程度での極低温環境のデータ取得を試み、極低温での渦電流による減衰力の設計の実現性を検証し、衛星模擬構体の搭載に向けた最適設計と製作を行う。
これと並行して、衛星模擬構体搭載時のアイソレータの性能予測の手法検証について研究を進めるが、研究計画上検討している２つの手法について、実際に着手した上で実用性が乏しいと分かった段階には計画を見直し、当初計画に捕らわれずに実用性が見込める別な手法を検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成28年度に予定していた極低温環境（-150度程度）での振動試験が、装置の不具合により未実施となったことで、本試験に使用する消耗品分の経費が未執行となったため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成28年度に予定し、不具合により延期した極低温環境（-150度程度）での振動試験の消耗品分を平成29年度に調達する。
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