2004 Fiscal Year Annual Research Report
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15360453
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| Research Institution | Japan Aerospace Exploration Agency |
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Principal Investigator |
小川 博之 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部・宇宙航行システム研究系, 助教授 (60311172)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山川 宏 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部・宇宙航行システム研究系, 助教授 (50260013)
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・宇宙輸送工学研究系, 助教授 (50311171)
藤田 和央 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 総合技術研究本部・空気力学研究グループ, 主任研究員 (90281584)
野中 聡 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部・宇宙航行システム研究系, 助教授 (40332150)
中山 宜典 防衛大学校, システム工学群, 講師
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| Keywords | Magneto Plasma Sail / Magnetic Sail / Solar Wind / Propulsion / MHD / Particle Simulation / DSMC / Astrodynamics |
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| Research Abstract |
1、理想MHDシミュレーションならびにプラズマ粒子法解析を行い,磁気セイルについて,無次元推力係数Cd値を算出した.高速プラズマ流である太陽風が,探査機周りの磁場によって受ける運動量の変化が、電磁力を介して探査機へ伝達されるメカニズムを明らかにした.また太陽風に対する磁気モーメントの方向と推力方向の関係を求めた.
2、磁気セイルの代表長(探査機周りの磁場の大きさ)を、10kmから100km(推力で0.2〜1N程度)と小型なものの場合,磁気圏境界面におけるイオンLarmor半径は,磁気セイルの代表長とほぼ同じ大きさとなるが,このような領域でも,粒子法解析の結果から,比較的大きなCd値を取り、磁気セイルとして実現することが分かった.
3、プラズマ噴射によってどれだけ磁場を拡大させることができるか,それに伴ってどれだけ推力が増大するかについて,MHDシミュレーションと粒子法解析により,引き続き解析を行っている.
4、太陽風と磁場の干渉を地上で模擬できる実験装置を開発した.擬似太陽風発生にはDCアークジェットを用い,探査機周りの磁場発生にPulse Forming Networkによる強磁場発生装置を用いることで,実機周りのプラズマスケールを合わせている.
5、推力電力比および推力方向の周方向からの角度をパラメタとして,到達可能な太陽からの距離について調べ,太陽系探査への応用の可能性を検討した.推力方向が半径に制限された場合でも、外惑星に直接移行することが可能であることを示し,金星や地球の重力アシスト(惑星スイングバイ)を使用せず飛行時間の短縮が可能であることを示した.
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