レーザ・電気複合加速型プラズマ推進機の作動特性評価及び実用化に向けたシステム構築

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20360385
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 東海大学
• 研究代表者: 堀澤 秀之 東海大学, 工学部, 教授 (30256169)
• 研究分担者: 船木 一幸 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部, 准教授 (50311171) ; 山口 滋 東海大学, 理学部, 教授 (40297205)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 推進 / エンジン / 宇宙推進機 / プラズマ推進機 / レーザ推進機 / レーザ電気複合推進機

研究概要

固体表面から発生するレーザアブレーションプラズマを電気的に追加加速する新しい複合プラズマ加速方式を用いた宇宙推進システムの実現を目指した基礎研究を行った.推進性能評価実験により,比推力が7,000秒を超えるような高比推力作動が実現可能なことが示された.また,小型高輝度ファイバーレーザシステムの構築ならびに推力測定装置のPID制御などを達成し,小型衛星への搭載を目指したシステム構築がなされた.

研究成果

• [雑誌論文] Chemically-Assisted Pulsed Laser-Ramjet (2010)
  • 著者名/発表者名: 堀澤秀之
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings Vol.1282 ページ: 17-22
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laser-Assisted Micro-Pulsejet Thruster (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Horisawa, S.Eto
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings Vol.1282 ページ: 23-29
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rectangular Pulsed Laser-Electromagnetic Hybrid Accelerator (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kishida, M.Katayama, H.Horisawa
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings Vol.1282 ページ: 55-58
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thrust Generation with Low-Power Continuous-Wave Laser and Aluminum Foil Interaction (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Horisawa, S.Sumida, I.Funaki
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings Vol.1230 ページ: 168-175
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Pulsed Laser-Electromagnetic Hybrid Accelerator for Space Propulsion Application (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Shinohara, H.Horisawa
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings Vol.1230 ページ: 338-347
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-Power Laser-Metal Interaction for Space Propulsion Applications (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Horisawa, S.Sumida, I.Funaki
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings Vol.1278 ページ: 184-199
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Isp Mode of Pulsed Laser-Electromagnetic Hybrid Accelerator for Space Propulsion Applications (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Horisawa, T.Shinohara, K.Tei, S.Yamaguchi
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings Vol.1278 ページ: 191-199
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thrust Characteristics of a Coaxial Laser-Electromagnetic Hybrid Thruster (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Horisawa, Y.Sasaki, T.Shinohara, I.Funaki
  • 雑誌名: Transactions of the Japan Sciety for Aeronautical and Space Sciences, Space Technology Japan Vol.8 ページ: Pb_33-Pb_38
  • 査読あり
• [雑誌論文] Review : Laser-Ablation Propulsion (2010)
  • 著者名/発表者名: C.Phipps, H.Horisawa, 他
  • 雑誌名: Journal of Propulsion and Power Vol.26 ページ: 609-637
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micro-multi-plasmajet array thruster for space propulsion applications (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Horisawa, F.Sawada, S.Hagiwara, I.Funaki
  • 雑誌名: Vacuum Vol.85 ページ: 574-578
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental Investigation of μN-class Laser Ablation Thruster (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Sumida, H.Horisawa, I.Funaki
  • 雑誌名: Transactions of the Japan Sciety for Aeronautical and Space Sciences(Space Technology Japan) Vol.7 ページ: Pb_159-Pb_162
  • 査読あり
• [雑誌論文] レーザ・電気複合推進機の静電加速モードにおける推進特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小野智久,堀澤秀之,船木一幸
  • 雑誌名: 東海大学工学部紀要 Vol.49 ページ: 101-106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Propulsive Characteristics of Micro-Multi-Plasmajet Array Thruster (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Horisawa, F.Sawada, S.Hagiwara, I.Funaki
  • 雑誌名: Advances in Applied Plasma Science Vol.7 ページ: 95-98
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rectangular Pulsed Laser-Electromagnetic Hybrid Accelerator (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Kishida, M.Katayama, H.Horisawa
  • 雑誌名: Advances in Applied Plasma Science Vol.7 ページ: 83-86
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental and Numerical Investigation on Thrust Performance Improvement of Micro-Single-Nozzle Thrusters (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Hagiwara, F.Sawada, H.Horisawa, I.Funaki
  • 雑誌名: Transactions of the Japan Sciety for Aeronautical and Space Sciences(Space Technology Japan) Vol.7 ページ: Pb_17-22
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Nozzle Geometries on Thrust Performance Improvement of Micro-Multi-Nozzle-Array Thrusters (2009)
  • 著者名/発表者名: F.Sawada, A.Koshiyama, S.Hagiwara, H.Horisawa, I.Funaki
  • 雑誌名: Transactions of the Japan Sciety for Aeronautical and Space Sciences(Space Technology Japan) Vol.7 ページ: Pb_77-82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thrust Measurement of a Pure Magnetic Sail Using Parallelogram-Pendulum Method (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Ueno, I.Funaki, T.Kimura, H.Horisawa,, H.Yamakawa
  • 雑誌名: Journal of Propulsion and Power Vol.25 ページ: 536-539
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical simulation of micro-nozzle and micro-nozzle-array flowfield characteristics (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Horisawa, F.Sawada, K.Onodera, I.Funaki
  • 雑誌名: Vacuum Vol.83 ページ: 52-56
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of ion acceleration characteristics of a laser-electrostatic hybrid microthruster for space propulsion applications (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Ono, Y.Uchida, H.Horisawa, I.Funaki
  • 雑誌名: Vacuum Vol.83 ページ: 213-216
  • 査読あり
• [学会発表] Force generation through low-power laser-metal interaction (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Horisawa, I.Funaki
  • 学会等名: 7th International Conference on Photo-Excited Processes and Applications
  • 発表場所: Technical University of Denmark
  • 年月日: 2010-08-18
• [学会発表] Forward plasma emission through laser-foil interaction with nano-second lasers (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Horisawa, S.Yamaguchi
  • 学会等名: 7th International Conference on Photo-Excited Processes and Applications
  • 発表場所: Technical University of Denmark
  • 年月日: 2010-08-18
• [学会発表] Comparison of photon rocket and laser-plasma accelerator for space propulsion applications (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Horisawa, I.Kimura
  • 学会等名: 7th International Conference on Photo-Excited Processes and Applications
  • 発表場所: Technical University of Denmark
  • 年月日: 2010-08-18
• [学会発表] Development of Compact High-Power Laser System for Laser-Electric Hybrid Propulsion System, AIAA-2010-6937 (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Horisawa, T.Shinohara, K.Tei
  • 学会等名: 46th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit
  • 発表場所: Nashville TN
  • 年月日: 2010-06-28
• [学会発表] Thrust Generation Phenomena Through Low-Power CW Laser-Metal Interaction for Onboard Space Propulsion Systems, AIAA-2010-6939 (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Horisawa, H.Yonamine, I.Funaki
  • 学会等名: 46th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit
  • 発表場所: Nashville TN
  • 年月日: 2010-06-27
• [学会発表] Micro-Multi-Plasmajet Array Thruster, AIAA-2010-7108 (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Horisawa, S.Hagiwara, R.Hitomi, I.Funaki
  • 学会等名: 46th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit
  • 発表場所: Nashville TN
  • 年月日: 2010-06-26
• [学会発表] Micro-thruster Options for the Japanese Space Gravitational Wave Observatory Missions (2010)
  • 著者名/発表者名: I.Funaki, Y.Nakayama, H.Horisawa
  • 学会等名: Asian Joint Conference on Propulsion and Power 2010
  • 発表場所: Miyazaki Kanko Hotel
  • 年月日: 2010-03-05
• [学会発表] Thrust Characteristics of a Coaxial Laser-Electromagnetic Hybrid Thruster, ISTS2009-b-36 (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Horisawa, Y.Sasaki, T.Shinohara, I.Funaki
  • 学会等名: 27th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Tsukuba International Convention Center
  • 年月日: 2009-07-08
• [学会発表] Preliminary Thrust Performance Test of a Micro Multi-Plasmajet-Array Thruster, ISTS2009-b-20 (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Hagiwara, F.Sawada, H.Horisawa, I.Funaki
  • 学会等名: 27th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Tsukuba International Convention Center
  • 年月日: 2009-07-08
• [学会発表] Rectangular Pulsed Laser-Electromagnetic Hybrid Accelerator, ISTS2009-b-19 (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Kishida, M.Katayama, H.Horisawa
  • 学会等名: 27th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Tsukuba International Convention Center
  • 年月日: 2009-07-08
• [学会発表] Electromagnetic Acceleration Characteristics of a Laser-Electric Hybrid Thruster, AIAA-2008-4818 (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Horisawa, Y.Sasaki, I.Funaki, I.Kimura
  • 学会等名: 44th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit
  • 発表場所: Hartford CT
  • 年月日: 2008-07-22
• [学会発表] Laser-Electrostatic Acceleration Characteristics of a Laser-Electric Hybrid Thruster, AIAA-2008-5008 (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Ono, Y.Uchida, H.Horisawa, I.Funaki
  • 学会等名: 44th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit
  • 発表場所: Hartford CT
  • 年月日: 2008-07-22
• [学会発表] Fundamental Characteristics of a Low-Fluence CW Laser Thruster, AIAA-2008-4864 (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Sumida, H.Horisawa, I.Funaki
  • 学会等名: 44th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit
  • 発表場所: Hartford CT
  • 年月日: 2008-07-22
• [学会発表] Experimental Investigation of micro-N-class Laser Ablation Thruster, 2008-b-41 (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Sumida, S.Yokoyama, H.Horisawa, I.Funaki
  • 学会等名: 26th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Act City Hamamatsu
  • 年月日: 2008-06-05
• [備考]
  • URL: http://www.ea.u-tokai.ac.jp/horisawa/