| 研究概要 |
次世代宇宙用推進機であるホールスラスタは,人工衛星の小型化および高機能化を強力に推進するため,各国で競って研究開発が進められている.しかしながらホールスラスタには耐久性の向上という課題が残っている.そこで磁場形状と寿命の関係を調査し,長寿命化の指針を得るために必要不可欠なリアルタイムで定量的に寿命が計測できる寿命評価センサの開発を行った.しかしながら予算の執行の遅れから予定していたレーザーの納品が遅れたために,キャビティリングダウン分光法を用いたセンサではなく,代替法である多層膜コーティング法を用いたセンサの検討を行った.また次年度に計画していたニューロ制御を用いたインテリジェンス電源の開発も前倒しで行った.
インテリジェンス電源を開発するに当たり,核となる制御手法の開発を行った.具体的には,壁面の損耗とともに最適な磁場形状が変わるため,ニューロ制御を用いて最適な磁場で作動するように複数のコイルを自動で制御するシステムを構築し、検証を行った.パラメータとしては寿命ではなく,放電振動の大きさを指標として制御し,うまく制御できることが確認できた.
また,多層膜コーティング法による寿命評価のために,アルミの薄膜を製作し,損耗の様子を観察した,この際にアルミの損耗量を算出し,目標とするSN比をえるために測定誤差をどの程度まで低減させる必要があるのかの検討も行った.この値は次年度にキャビティリングダウン法を用いた寿命評価センサの目標値となる.
またレーザートムソン散乱の改良にも取り組み,キセノンプラズマでのプラズマ密度および温度の計測に成功した.
さらに,キャビティリングダウン法で用いるキャビティの製作および検出用プログラムを作成し,動作確認を行った.
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の研究計画通りキャビティリングダウン分光法を実施し,磁場形状と寿命の関係を明らかにする.さらに,その物理背景をさぐるため,イオンエンジン内部のプラズマ測定で実績のあるレーザートムソン散乱(LTS)法に、ICCDカメラを検出器として用いる改良を加え,イオンの生成・加速過程を明らかにしていく.
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