宇宙用フレキシブル熱制御デバイスの研究

複雑な熱環境が想定される次世代宇宙機ミッションを高次に実現するため,軽量かつパッシブに環境対応可能な「自律型吸放熱デバイス」と「インテリジェントループシステム」を開発することを目的とする。以下に今年度の成果を示す。1.自律型吸放熱デバイスPMの開発本研究課題で提案した自律型吸放熱デバイス(RTP)は,宇宙航空研究開発機構により2010年に打上げられる金星探査機のメイン放熱パドルとして検討され,本年度は実搭載用のRTPプロトモデル(PM)の開発を行った。具体的には,(1)耐打上環境を考慮したPMの構造設計,放熱性能予測およびミッションケーススタディを行いRTPの有効性を示した。(2)受動型可逆アクチュエータ(RA)およびRTPハードウェアの製作を行い,展開収納試験により自律熱制御機能を実証した。(3)RAの断熱設計,およびフォーム断熱材の熱拡散率温度依存性評価用の真空計測システムを構築した。2.インテリジェントLHPシステムの開発次世代高熱輸送デバイスとして着目されるループヒートパイプ(LHP)の更なる高度化に向け,マルチエバポレータ構造を基本とするインテリジェントLHPシステムを提案し,NASAと共同で起動・熱輸送・温度制御特性に関する研究を行った。具体的には(1)シングルおよびマルチエバポレータ型LHPを大気および真空環境下で評価可能なシステムを構築した。(2)リザーバとエバポレータ間に熱電モジュールを導入し,リザーバ能動制御によるループの起動特性,温度制御性の向上を実証した。(3)液管,蒸気管間に熱バイパスを導入し,熱電モジュール電力削減効果を定量的に示した。(4)シングルエバポレータ熱負荷時の熱負荷共有機能を実験的に示した。(5)エバポレータ,リザーバ,コンデンサの相対位置を変化させ,重力が起動特性および熱輸送特性に及ぼす影響を明らかにした。

複雑な熱環境が想定される次世代宇宙機ミッションを高次に実現するため,軽量かつパッシブに環境対応可能な「自律型吸放熱デバイス」と「インテリジェントループシステム」を開発することを目的とする。以下に今年度の成果を示す。1.自律型吸放熱デバイスPMの開発本研究課題で提案した自律型吸放熱デバイス(RTP)は,宇宙航空研究開発機構により2010年に打上げられる金星探査機のメイン放熱パドルとして検討され,本年度は実搭載用のRTPプロトモデル(PM)の開発を行った。具体的には,(1)耐打上環境を考慮したPMの構造設計,放熱性能予測およびミッションケーススタディを行いRTPの有効性を示した。(2)受動型可逆アクチュエータ(RA)およびRTPハードウェアの製作を行い,展開収納試験により自律熱制御機能を実証した。(3)RAの断熱設計,およびフォーム断熱材の熱拡散率温度依存性評価用の真空計測システムを構築した。2.インテリジェントLHPシステムの開発次世代高熱輸送デバイスとして着目されるループヒートパイプ(LHP)の更なる高度化に向け,マルチエバポレータ構造を基本とするインテリジェントLHPシステムを提案し,NASAと共同で起動・熱輸送・温度制御特性に関する研究を行った。具体的には(1)シングルおよびマルチエバポレータ型LHPを大気および真空環境下で評価可能なシステムを構築した。(2)リザーバとエバポレータ間に熱電モジュールを導入し,リザーバ能動制御によるループの起動特性,温度制御性の向上を実証した。(3)液管,蒸気管間に熱バイパスを導入し,熱電モジュール電力削減効果を定量的に示した。(4)シングルエバポレータ熱負荷時の熱負荷共有機能を実験的に示した。(5)エバポレータ,リザーバ,コンデンサの相対位置を変化させ,重力が起動特性および熱輸送特性に及ぼす影響を明らかにした。