連続レーザーアブレーションによる浮遊スペースデブリ除去法に関する研究

连续激光烧蚀清除漂浮空间碎片方法研究

• 批准号: 20H02348
• 负责人: 森 浩一
• 金额: $ 11.65万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University (2022)Osaka Prefecture University (2020-2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02348/
• 关键词: レーザー推進; スペースデブリ; レーザーアブレーション; 静電浮遊; アブレーション; 液滴分裂

JAXAとの共同研究を通じて、JAXA筑波宇宙センターにおける地上設備の静電浮遊炉を用いて、ジルコニウム、チタン、ステンレスの３種の材料について、CWレーザーアブレーションによる推進力の大きさと、照射時間に対する推力の時間変化について、定量的な実験データを得た。さらに、この知見を活かして、国際宇宙ステーション内の静電浮遊炉を用いての推力計測実験を進めている。さらに、当初の目標であった、レーザー推進力計測用の静電浮遊炉が完成した。重力方向の制御に加えて、水平方向の制御にも成功し、圧力1E-4Pa程度の真空中においても、安定に、定位置に、ターゲットを浮遊させることに成功した。アルミニウムやステンレスなど、種々の固体材料の静電浮遊に成功し、これにレーザー光を高精度に集光することにも成功した。さらに、この静電浮遊装置を用いて、ターゲットにレーザーパルスを照射した際に生じる力積量を求めることにも成功した。その結果として、これまで計測が困難であった、1MW/cm2 程度の低レーザーパワー密度における微小な力積を精密に計測できることがわかった。

JAXA's joint research on electrostatic levitation furnace for ground equipment, including three kinds of materials, CW, CW. The thrust measurement system of electrostatic levitation furnace in the international space science and technology system is developed. The electrostatic levitation furnace for propulsion measurement has been completed. Control of gravity direction, control of horizontal direction, control of vacuum pressure of 1E-4 Pa, control of stable position, control of floating position The success of electrostatic levitation of solid materials and the success of high-precision light collection For example, if you want to use the electrostatic floating device, you can use the electrostatic floating device. The result is that the measurement is difficult and the density is low at 1MW/cm2.

项目成果

静電浮遊炉を用いた模擬スペースデブリに発生するレーザーアブレーション推力の測定

使用静电悬浮炉测量模拟空间碎片中产生的激光烧蚀推力

• 发表时间: 2022
• 作者: 皆川尚樹;森浩一(大阪公立大学);石川毅彦;小山千尋 (JAXA)
• 通讯作者: 小山千尋 (JAXA)

Investigation for the material dependence of laser ablation thrust using electrostatic levitation furnace

利用静电悬浮炉研究激光烧蚀推力的材料依赖性

• 发表时间: 2022
• 作者: 皆川尚樹;森浩一;石川 毅彦;小山千尋
• 通讯作者: 小山千尋

静電浮遊炉を利用した模擬スペースデブリの低パワーCWレーザーアブレーションによる推力計測実験

使用静电悬浮反应堆对模拟空间碎片进行低功率连续激光烧蚀的推力测量实验

• 发表时间: 2021
• 作者: 秋田 智也;森 浩一;石川 毅彦;小山 千尋
• 通讯作者: 小山 千尋

レーザーアブレーション推力測定用静電浮遊炉の開発

激光烧蚀推力测量静电悬浮炉的研制

• 发表时间: 2022
• 作者: 上田滉也;森浩一
• 通讯作者: 森浩一

静電浮遊炉を用いたCWレーザー照射による模擬スペースデブリのレーザーアブレーション推力の計測

使用静电悬浮炉连续激光照射测量模拟空间碎片的激光烧蚀推力

• 发表时间: 2022
• 作者: 皆川尚樹;森浩一;秋田智也,石川毅彦，小山千尋
• 通讯作者: 秋田智也,石川毅彦，小山千尋