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

低速、高速和超高速状态下的单微粒撞击设施：从生物医学和材料科学到太空探索的创新

• 批准号: 18KK0128
• 负责人: 矢野 創
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Japan Aerospace EXploration Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-10-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18KK0128/
• 关键词: 固体微粒子; 超高速衝突; 低速衝突; レーザー加速; 二段式軽ガス銃; 自由落下塔; 宇宙探査; 国際宇宙ステーション; 自由落下; 無針注射; 医療技術; 材料科学

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。

This study aims to investigate the velocity of solid particles in the range of 1~ 1000m/s, the acceleration in vacuum, the detection of conflict phenomena, the development of mechanisms, and the construction of the world's first space system in the future. A solid particle acceleration mechanism for use in the fields of low speed, high speed and ultra high speed is proposed. In the second year of 2019, the basic structure of the implementation mechanism group was completed in the extremely low speed field of 1m/s. In fiscal 2020, the application and achievement creation of the opportunity to demonstrate the acceleration performance of microparticles within the range of mass and speed are expected to be carried out. Due to the popularity of new types of robots, mutual access will be impossible. From the beginning of 2020 to the fall of 2022, this research will be postponed by the United States 'practical institutions. The co-investigator's budget allocation will be completed in 2020, and will be reopened in autumn 2021 in China. This is the current process, and the final year of this study will be extended to the end of fiscal 2023. The United States is expected to complete its joint efforts in 2023. The space, space In November 2022, the PVDF detector was installed. A comparative evaluation of the results of this study was conducted at the beginning of the implementation period of this study.

项目成果

出力信号の周波数分析によるPVDF式微粒子衝突センサの検出精度向上

通过输出信号频率分析提高PVDF颗粒碰撞传感器的检测精度

• 发表时间: 2019
• 作者: Mannan Abdul;Bagsican Filchito Renee G.;Yamahara Kota;Kawayama Iwao;Murakami Hironaru;Bremers Heiko;Rossow Uwe;Hangleiter Andreas;Turchinovich Dmitry;Tonouchi Masayoshi;中野晴貴,平井隆之,神門宏祐,長谷川直,新井和吉,矢野創
• 通讯作者: 中野晴貴,平井隆之,神門宏祐,長谷川直,新井和吉,矢野創

OKEANOSの科学観測

奥凯诺斯科学观察

• 发表时间: 2019
• 作者: 岡田達明;岩田隆浩;松浦周二;津村耕司;米徳大輔;三原建弘;矢野創;平井隆之;松岡彩子;野村麗子;癸生川陽子;伊藤元雄;青木順;河井洋
• 通讯作者: 河井洋

「たんぽぽ」最終年度試料が地球帰還、「たんぽぽ2」は軌道上運用開始

“Tandelion”最后一年的样本返回地球，“Tandelion 2”开始在轨运行

第７回 宇宙における生命ワークショップ

第七次太空生活工作坊

イジェクタ飛散防止構造及びバンパ

喷射器飞散防止结构及保险杠

• 发表时间: 2022