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2013 年度 実績報告書

広領域非回収宇宙環境曝露試験のための高精度地上キャリブレーション

研究課題

研究課題/領域番号 23360378
研究機関神戸大学

研究代表者

田川 雅人  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10216806)

研究分担者 横田 久美子  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 助手 (20252794)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード原子状酸素 / 宇宙環境 / 材料試験 / 高分子 / 複合効果 / 非回収宇宙試験 / 材料劣化
研究概要

本研究は試料の回収を伴わない軌道上宇宙環境試験方法を確立するため、①各軌道環境に対応した反応メカニズムの解明と、②衛星搭載試験装置の高精度キャリブレーション法の開発、さらに③オンボード小型センサーとその地上キャリブレーション法の同時開発による超小型衛星等を用いた高信頼性日本型非回収宇宙材料曝露試験法の確立を目指すものである。
平成23 年度から25年度にかけて国産宇宙用QCMシステムを導入し、それを用いた地上実験方法の確立と高温時複合宇宙環境における材料劣化試験現象の確認と解析を行った。その結果、①宇宙用QCMはコンタミネーションに注意すれば軌道上材料劣化試験への適用が可能であり、温度変化による発振周波数シフトをある程度補正できること、②地上試験ではレーザーノイズによりリアルタイム計測は難しいが、レーザーの間欠動作により地上実験に適用することが可能なことが明らかになった。さらに、③ASTMで基準材料とされている炭化水素とフッ素系ポリマーでは劣化要因が異なること、④質量減少量は試料温度に依存すること等の研究結果が得られた。また、マイクロ波を用いた原子状酸素発生源では並進エネルギーを5eVにコントロールすることが容易ではなく、現状では材料実験を実施する上で困難を伴うことが示された。
これらの実験成果に加えて、本申請者が組織委員長を勤める「第10 回宇宙環境からの材料保護に関する国際会議(ICPMSE-10J)」を平成23年6月に日本で実施した。震災、津波、原発事故と三重苦の中での開催であったが、海外から50名以上の参加を得て、成功裏に開催することができた。この機会を有効利用することにより、多くの情報を発信すると共に、また欧米から多くの技術情報を収集することにも成功した。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (40件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (32件) (うち招待講演 3件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Hyperthermal atomic oxygen beam irradiation effect on the Ti-containing DLC film2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Kanda, Kazuhiro Fukuda, Ryo Imai, Masahito Niibe, Sinya Fujimoto, Kumiko Yokota, Masahito Tagawa
    • 雑誌名

      Diamond and Related Materials

      巻: 41 ページ: 49-52

    • DOI

      10.1016/j.diamond.2013.10.006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] レーザーデトネーション法による低軌道宇宙環境地上シミュレーションとEUV2014

    • 著者名/発表者名
      田川雅人, 横田久美子
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 42 ページ: 50-54

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A synchrotron radiation photoelectron spectroscopic study on the oxidation of Si in diamond-like carbon film by hyperthermal O-atom beam2014

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Yokota, Masahito Tagawa, Akitaka Yoshigoe, Yuden Teraoka
    • 雑誌名

      Journal of Surface Analysis

      巻: 20 ページ: 221-225

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extreme ultraviolet emission from laser-induced Plasma during atomic oxygen tests2013

    • 著者名/発表者名
      Masahito Tagawa, Kazuhiro Kishida, Kumiko Yokota, Yugo Kimoto, Mayuko Koga, Hiroaki Nishimura
    • 雑誌名

      J. Spacecraft and Rockets

      巻: 50 ページ: 460-462

    • DOI

      10.2514/1.A32285

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kumiko Yokota, Shigeru Yasuda, Akira Mizutani, Masahito Tagawa2013

    • 著者名/発表者名
      Relative Electron Impact Ionization Probabilities of O, O2 and Ar Components in the Laser-Detonation Hyperthermal Beam
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 52 ページ: 038002

    • DOI

      10.7567/JJAP.52.038002

    • 査読あり
  • [学会発表] 超熱原子状酸素照射によるSi-DLC酸化過程の衝突エネルギー依存2014

    • 著者名/発表者名
      横田久美子, 田川雅人,吉越章隆、寺岡有殿
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      相模原
    • 年月日
      20140317-20140320
  • [学会発表] "レーザー駆動酸素アルゴン混合ガスプラズマからの極端紫外線放射2014

    • 著者名/発表者名
      大平淳貴,大藪高詩,木本雄吾,西村博明,横田久美子,田川雅人
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      相模原
    • 年月日
      20140317-20140320
  • [学会発表] Ti含有DLC膜の原子状酸素照射への耐性2014

    • 著者名/発表者名
      貴傳名健吾,遠藤みなみ, 今井亮,新部雅人,横田久美子,田川雅人,古山雄一,小松啓志,斉藤秀俊,神田一浩
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      相模原
    • 年月日
      20140317-20140320
  • [学会発表] 非回収軌道上試験を目指した国産宇宙用QCMの特性と地上キャリブレーション法2013

    • 著者名/発表者名
      井出健太、山崎勇希、潮田陽介、西山和孝、横田久美子、田川雅人
    • 学会等名
      第10回宇宙環境シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20131202-20131203
  • [学会発表] 低軌道宇宙環境におけるOSR用Ag/FEP劣化に対する窒素分子衝突の影響2013

    • 著者名/発表者名
      横田久美子、渡邊大樹、田川雅人
    • 学会等名
      第34回日本熱物性シンポジウム
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      20131120-20131122
  • [学会発表] A Synchrotron Radiation Photoelectron Spectroscopic Study on the Oxidation Reaction of Si by O-atom with Collision Energies between 2 to 9 eV2013

    • 著者名/発表者名
      K. Yokota, M. Tagawa, A. Yoshigoe, Y. Teraoka
    • 学会等名
      PSA-13
    • 発表場所
      Okinawa
    • 年月日
      20131110-15
  • [学会発表] 超低軌道環境を模擬するための中性アルゴンガスのフラックス測定2013

    • 著者名/発表者名
      田川雅人、渡邉大樹、横田久美子
    • 学会等名
      第57回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      米子
    • 年月日
      20131009-20131011
  • [学会発表] "原子状酸素及びアルゴン混合ビームによるSLATS/MDM地上対照加速試験2013

    • 著者名/発表者名
      渡邉大樹、大藪高詩、横田久美子、田川雅人
    • 学会等名
      第57回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      米子
    • 年月日
      20131009-20131011
  • [学会発表] "原子状酸素照射によるカーボンナノチューブ電界放出カソードへの影響評価2013

    • 著者名/発表者名
      島田温子、田中善信、大川恭志、松本康司、田川雅人、松井信、山極芳樹
    • 学会等名
      第57回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      米子
    • 年月日
      20131009-20131011
  • [学会発表] "レーザー駆動酸素プラズマからの極端紫外線分光の試み2013

    • 著者名/発表者名
      田川雅人,横田久美子,島村宏之,木本雄吾,古賀麻由子,西村博明
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20130916-20130920
  • [学会発表] レーザー駆動混合ガスプラズマからの極端紫外線放射スペクトル2013

    • 著者名/発表者名
      大平淳貴,大藪高詩,木本雄吾,西村 博明,横田久美子,田川雅人
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20130916-20130920
  • [学会発表] "原子状酸素照射によるSi含有DLC膜への影響2013

    • 著者名/発表者名
      遠藤みなみ,貴傳名健悟,今井亮, 新部正人,横田久美子,田川雅人,古山雄一,神田一浩
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20130916-20130920
  • [学会発表] 原子状酸素照射によるTi含有DLC膜の表面構造変2013

    • 著者名/発表者名
      貴傳名健悟,遠藤みなみ,今井亮,新部正人,横田久美子,田川雅人, 古山雄一, 神田一浩
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20130916-20130920
  • [学会発表] Influence of 5 eV collision of O-atoms on material erosions in low earth orbit space environment2013

    • 著者名/発表者名
      Masahito Tagawa, Kumiko Yokota,
    • 学会等名
      19th International Vacuum Congress
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      20130909-20130913
  • [学会発表] Influence of 9 eV collision of chemically inert molecules on fluorinated polymer erosion in sub-low earth orbit2013

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Yokota, Masahito Tagawa
    • 学会等名
      19th International Vacuum Congress
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      20130909-20130913
  • [学会発表] Use of laser-induced plasmas for gas-surface interaction studies on Earth observation satellites2013

    • 著者名/発表者名
      Masahito Tagawa, Kumiko Yokota
    • 学会等名
      nternational Conference on Research and Applications of Plasmas
    • 発表場所
      Warsaw, Poland
    • 年月日
      20130902-20130906
  • [学会発表] An attempt to form multiple-composition hyperthermal atomic beams by a laser- induced plasma for planetary environmental studie2013

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Yokota, Daiki Watanabe, Junki Ohira, Takashi Oyabu, Masahito Tagawa
    • 学会等名
      nternational Conference on Research and Applications of Plasmas
    • 発表場所
      Warsaw, Poland
    • 年月日
      20130902-20130906
  • [学会発表] Microwave Plasma Simulation for the Development of Air Breathing Ion Engine2013

    • 著者名/発表者名
      Takahito Motoyama, Hideyuki Usui, Yohei Miyake, Akihiko Hashimoto, Masahito Tagawa, Kumiko Yokota
    • 学会等名
      The 11th International School/Symposium for Space Simulations
    • 発表場所
      Taiwan
    • 年月日
      20130721-20130728
  • [学会発表] Impact of high-energy collision of inert gas on the material degradation in space environment -Erosion properties in the hyperthermal multiple composition beams-2013

    • 著者名/発表者名
      Masahito Tagawa, Takashi Ohyabu, Shigeru Yasuda, Kumiko Yokota, Akio Okamoto
    • 学会等名
      The 29th International Space Technology and Science
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      20130602-20130609
  • [学会発表] Impact of high-energy collision of inert gas on the material degradation in space environment -Comparison of the ground-based data and MISSE-2 analysis2013

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Yokota, Takashi Ohyabu, Shigeru Yasuda, Masahito Tagawa
    • 学会等名
      The 29th International Space Technology and Sciences
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      20130602-20130609
  • [学会発表] A ground-based simulation study for FEP erosion on the SLATS/MDM mission2013

    • 著者名/発表者名
      Shinji Fujimoto, Shigeru Yasuda, Daiki Watanabe, Kumiko Yokota, Masahito Tagawa, Yugo Kimoto, Junichiro Ishizawa
    • 学会等名
      The 29th International Space Technology and Sciences
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      20130602-20130609
  • [学会発表] Microwave plasma simulation for the development of air breathing ion engine2013

    • 著者名/発表者名
      Takahito Motoyama, Hideyuki Usui, Yohei Miyake, Kumiko Yokota, Masahito Tagawa
    • 学会等名
      The 29th International Space Technology and Sciences
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      20130602-20130609
  • [学会発表] Sub-low Earth orbit neutral gas environment simulation using laser detonation beam source2013

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohyabu, Shigeru Yasuda, Masahito Tagawa, Kumiko Yokota
    • 学会等名
      The 29th International Space Technology and Sciences
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      20130602-20130609
  • [学会発表] Synergistic effect of atomic oxygen and vacuum ultraviolet on polymeric materials at various temperatures2013

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Ushioda, Takaho Tsuboi, Kenta Ide, Masahito Tagawa, Kumiko Yokota, Akio Okamoto
    • 学会等名
      The 29th International Space Technology and Sciences
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      20130602-20130609
  • [学会発表] Hyperthermal atomic oxygen beam irradiation effect on the Ti-containing DLC film2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Kanda, Kazuhiro Fukuda, Ryo Imai, Masahito Niibe, Sinya Fujimoto, Kumiko Yokota, Masahito Tagawa
    • 学会等名
      2013 New Diamond and Nanocarbon Conference
    • 発表場所
      Singapole
    • 年月日
      20130519-20130523
  • [学会発表] 低軌道宇宙環境模擬用レーザーデトネーション型原子状酸素発生装置から発生する極端紫外線の評価とその応用に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      田川雅人, 横田久美子、木本雄吾、古賀麻由子、西村博明
    • 学会等名
      レーザー研シンポジウム2013
    • 発表場所
      吹田
    • 年月日
      20130508-20130509
  • [学会発表] 宇宙環境地上シミュレーション分野における高出力レーザーの利用と期待2013

    • 著者名/発表者名
      田川雅人, 横田久美子
    • 学会等名
      レーザー研シンポジウム2013
    • 発表場所
      吹田
    • 年月日
      20130508-20130509
    • 招待講演
  • [学会発表] 低軌道での原子状酸素曝露を想定したカーボンナノチューブ電界放出カソードの性能評価

    • 著者名/発表者名
      島田温子、田中善信、井本伸、大川恭志、松本康司、田川雅人、松井信、山極芳樹
    • 学会等名
      平成25年度宇宙輸送シンポジウム
    • 発表場所
      相模原
  • [学会発表] 木質系DLC被膜による低軌道宇宙環境耐性の向上

    • 著者名/発表者名
      畑俊充, 梶本武志, 田川雅人, 小嶋浩嗣
    • 学会等名
      生存圏ミッションシンポジウム
    • 発表場所
      宇治
  • [学会発表] 低軌道宇宙環境における高分子劣化現象とその評価

    • 著者名/発表者名
      田川雅人, 横田久美子
    • 学会等名
      第62回高分子年次大会
    • 発表場所
      京都
    • 招待講演
  • [学会発表] 地上実験装置を用いた宇宙環境シミュレーションとトライボマテリアル影響評価

    • 著者名/発表者名
      田川雅人, 横田久美子
    • 学会等名
      トライボロジー懇談会
    • 発表場所
      名古屋
    • 招待講演
  • [学会発表] Ti含有DLC膜の原子状酸素照射への耐性評価

    • 著者名/発表者名
      貴傳名健悟、遠藤みなみ、今井亮、新部正人、横田久美子、田川雅人、古山雄一、小松啓志、齋藤秀俊、神田一浩
    • 学会等名
      NewSUBARU・立命館SRセンター合同シンポジウム
    • 発表場所
      京都
  • [図書] 宇宙機の熱設計2014

    • 著者名/発表者名
      田川雅人 他
    • 総ページ数
      317
    • 出版者
      名古屋大学出版会
  • [図書] Protection of Materials and Structure in a Space Environment2013

    • 著者名/発表者名
      Masahito Tagawa et al.,
    • 総ページ数
      619
    • 出版者
      Springer
  • [備考] 神戸大学大学院工学研究科における宇宙環境研究のページ

    • URL

      http://www.space-environmental-effect.jp/index.html

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公開日: 2015-05-28  

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