Single Microparticle Impact Facilities at Low, Fast and Hypervelocity Regimes: Innovation from Biomedical and Material Sciences to Space Exploration

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2018年度より開始した本研究は、将来の深宇宙探査で求められる1~1000ミクロンオーダーの固体微粒子を1~1000m/sオーダーの速度で、真空中にて単発ずつ加速して、衝突現象をリアルタイムで観察できる実験機構群を、世界に先駆けて構築することが目的である。そのために、低速・高速・超高速の速度領域ごとに専用の固体微粒子加速機構を、日米に現存する実験装置を改良して構築することを目指している。第二カ年の2019年度までに、日米双方での実験機構群の基本的構築は、1m/sオーダー未満の極低速度領域を除いて、ほぼ完了した。そこで2020年度には、それぞれの質量・速度範囲での微粒子加速性能の検証実験、およびそれらを使った宇宙実証機会の運用と成果創出を行う予定であったが、新型コロナのパンデミック流行により相互訪問が不可能となったため、2020年初頭より2022年秋まで、米国の実験機構を使った本研究は延期された。共同研究者への予算配算は2020年度に完了したが、国内実験も2021年秋まで再開できなかった。これらの是正措置として、本研究の最終年度を2023年度末まで延長する申請を日本学術振興会より認めて頂いた。残りの予算は2023年度に米国での共同実験を完了させるために温存している。この間、エアロゲルとカーボンナノチューブを宇宙実証する日本の「たんぽぽ２」実験と、PVDF繊維織物を宇宙実証する米国の「Smart Skin」両方が、国際宇宙ステーション上で一年間の宇宙曝露を行ったのち、2022年春までに無事に地球回収された。また2022年11月にはPVDF検出器を搭載した「エクレウス」が打ち上げられた。このように、新型コロナによって最終年度が遅れた結果、これら宇宙で取得する実データに対する本実験機構群を使った地上校正実験結果との比較評価が、本研究の実施期間中に開始できるようになった。