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近年、プラズマを用いた電気推進機が次世代の推進システムとして必要不可欠なものとして開発が進められている。本研究の目的は、高速プラズマ流のイオン加熱法を確立し、磁気ノズルと組み合わせた推力可変の次世代のプラズマ推進システムを開発するために、高速で移動するプラズマ流中のイオン加熱手法の確立、磁気ノズル配位を用いた流れ方向エネルギーへの変換手法の確立、磁場からのプラズマ離脱の検証を進め、推力可変プラズマ推進機システムの有効性を明らかにし、その実現に寄与することである。
本年度は印加電力の増強とともに、磁場強度増強と形状の最適化をはかり、高エネルギーイオンの加熱と磁気ノズルを用いたエネルギー変換の高効率化を目的とした実験を行った。特に、磁場を用いた電気推進機では、磁場からのプラズマ離脱が解決すべき問題点として指摘されているが、この現象を実験的に明らかにするため、アルヴェンマッハ数が1を越えるプラズマ流形成とその際のプラズマ流諸量の変化を観測した。アルヴェンマッハ数が1となる場所で、プラズマの流れエネルギー(運動エネルギー)が磁場のエネルギーと一致するため、磁気圧に打ち勝ってプラズマが離脱する条件となっている。この超アルヴェン速プラズマ流を実現するため、プラズマ流源の改良をすすめ、また計測手法としてのアルヴェンマッハプローブを開発した。この結果、超アルヴェン速プラズマ流を実現でき、プラズマ離脱現象に関連したパラメータ計測を実施した。
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