レーザー駆動による液体憤射マイクロプラズマスラスタ

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14655362
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 荒川 義博 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50134490)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 鶴雄 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (90215343)
• Keywords: レーザー / マイクロスラスタ / 宇宙推進 / プラズマ / 液体噴射

Research Abstract

本研究の目的は、超小型衛星や大型柔軟構造物にとって必要な推進系として、推進剤の流量制御が困難な従来の固体推進剤を用いたパルス型プラズマスラスタではなく、全く新しい、流量制御を可能とするレーザー駆動による液体噴射を行うプラズマスラスタを提案し、その噴射過程やプラズマ化される現象を観察して、その物理現象を調べ、比推力・効率ともに十分に持ち合わせたマイクロプラズマスラスタを実現させることにある。
本年度の研究では、前年度に開発した微小推力測定装置を用いて推力を測定することにより、推進機の性能評価を行った。はじめに、液体噴射器を用いることによって、液体を推進剤としたパルス型プラズマスラスタの動作実証を行うことに成功した。また、推進性能を評価した結果、従来のタイプのパルス型プラズマスラスタよりも高い比推力を有することが示された。さらに、半導体レーザービームをPVCシートに照射させることによって、レーザーアブレーションガスによって動作するパルス型プラズマスラスタの実証を行った。
また。前年度の実験により得られた知見をもとに、パルス型プラズマスラスタよりもさらに小型のマイクロスラスタの開発を行った。1Wクラス半導体レーザーからでたビームを推進剤表面に集光し、アブレーションガスを生じさせることで推力をえる。微小推力測定装置による測定の結果、数10gオーダーの重量をもつ超小型推進機の動作実証および性能評価が行われた。

Research Products

• [Publications] 各務 聡, 小泉宏之, 古田洋平, 小紫公也, 荒川義博: "液体推進剤パルス型プラズマスラスタの推進性能"プラズマ応用科学. 11. 53-59 (2003)