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熱スイッチング機能を有する宇宙機用放熱材料のふく射特性向上に関する研究

改善具有热开关功能的航天器散热材料辐射特性研究

基本信息

批准号：
21H01536
负责人：
太刀川純孝
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Japan Aerospace EXploration Agency
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

放射率可変素子（SRD:Smart Radiation Device）は、宇宙機表面に設置するラジエータとして使用する次世代の熱制御デバイスである。自身の温度によって、自律的に赤外放射率が変化（低温で低放射率、高温で高放射率と変化）することにより、宇宙機の温度を自動的に一定に保つ機能がある。この機能により、宇宙機、特に太陽との距離が大きく変化する惑星探査機において、低温時に必要となるヒータ電力を大幅に削減することが可能となる。その結果、探査機のシステムリソースを有効に活用したシステム設計が可能となり、惑星探査ミッションの成功確率を高めることができると考える。本研究の目的は、SRDの性能向上のための材料探索である。具体的には、小惑星探査機「はやぶさ」に搭載されたSRD材料（ペロブスカイト型Mn酸化物：La1-x-ySrxCayMnO3, x=0.115, y=0.11）が示す熱光学特性を上回る材料を見つけ出す。本研究では、特に「はやぶさ」組成を中心に探索を行うこととしている。2021年度は、「はやぶさ」組成であるx+y=0.225を中心に、0.205≦x+y≦0.23の組成範囲の探索を行った。その結果、今回の探索範囲において、x+yが大きくなるほど、金属―絶縁体相転移温度が高くなる傾向が再確認できた。また、ある組成において、特に低温時の放射率が低くなる結果が得られた。残念ながら、「はやぶさ」組成を大きく超えるような熱光学特性を備える組成を見つけることはできなかったが、0.205≦x+y≦0.23の組成範囲での物理的な性質に関する知見を得ることができた。今回の知見を生かし、次年度の組成探索を進める。

Smart Radiation Device (SRD) is a thermal control device for the next generation of spacecraft surface settings. The temperature of the universe is automatically controlled, and the emissivity of the universe is automatically controlled. The function of the space engine is to reduce the distance between the sun and the satellite. The power of the satellite is greatly reduced when the temperature is low. The results show that the detection system has a high probability of success, and the detection system design has a high probability of success. The purpose of this study is to explore the properties of SRD. Specific SRD materials (rare earth Mn oxides: La 1-x-ySrxCayMnO3, x = 0.115, y = 0.11) are carried in the small and small satellite detectors to show thermal optical properties. This study is composed of two parts: one part is the center of exploration, the other part is the center of exploration. In 2021, the composition of "" is x + y = 0.225 center, 0.205 $> x + y $> 0.23 and the composition range is explored. The results of this study are as follows: 1. The temperature of x + y is higher than that of x + y, and the temperature of metal-insulator phase shift is higher than that of y. When the composition is very low, the radioactivity is very low. The composition of the residual concept,"," This year's knowledge is born, and the next year's composition is explored.