Study of film structure minimizing destruction by hyper-velocity impact

最大限度减少超高速冲击破坏的薄膜结构研究

• 批准号: 15360452
• 负责人: SASAKI Susumu
• 金额: $ 5.63万
• 依托单位: The Institute of Space and Astronautical Science/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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15360452/
• 关键词: Solar power satellite; Thin film structure; Space debris; Micro-meteoroid; Hyper-velocity impact; Impact destruction; Rail gun; Impact ejector; 薄膜太陽電池; デブリ; 高速衝突; イジェクタ; 衝撃プラズマ; 伝搬; 薄膜; 衝撃破壊; メテオロイド; プロジェクタイル破砕; 境界条件; ポリエチレンテレフタレート

Large space structures in the future, such as the Solar Power Satellite (SPS), will use the thin-film structure in consideration of transportation cost. For the large structure in orbit, hyper-velocity impact of the space debris and micro-meteoroid cannot be avoided. The objective of this research is to study reinforcement of the thin-film structure that minimizes the hyper-velocity impact destruction. The rail gun and two-stage light gas gun have been used for the impact experiment. It was found that the lattice structure of lower or higher strength line on the film effectively localized the film destruction, preventing propagation of the rupture. Associated with the film rupture, the effect of the fixture at the film edge was studied. It was found that the destruction for the film fixed at all edges was more serious than that with free edges. The impact ejectors consisting of fragments, impact plasma, and gas that destroy the film itself and forward structures were also studied using a high speed camera and an array of plasma probes. For the propagation of the impact plasma, it was found that the forward plasma propagated at the same velocity as the projectile, while the backward plasma propagated along the surface of the film with a lower velocity. The latter effect was unexpected, but is very important to design the thin film solar cell array to prevent the electric discharge at the impact.

将来大型空间结构（例如太阳能卫星（SP））将使用薄膜结构来考虑运输成本。对于轨道上的大结构，无法避免空间碎片和微晶体的高速影响。这项研究的目的是研究薄膜结构的增强，以最大程度地减少高速影响破坏。轨道枪和两阶段的轻质枪已用于撞击实验。发现薄膜上较低或更高强度线的晶格结构有效地将膜破坏定位，从而阻止了破裂的传播。与膜破裂相关，研究了固定装置在膜边缘的效果。发现在所有边缘固定的电影的破坏比自由边缘更严重。还使用高速摄像头和一系列等离子体探针研究了由碎片，撞击等离子体和气体组成的冲击喷射器。为了传播冲击等离子体，发现正向血浆以与弹丸相同的速度传播，而向后等离子体沿着膜表面沿膜表面传播，速度较低。后一种效果是出乎意料的，但对于设计薄膜太阳能电池阵列以防止在撞击时的电气排放非常重要。

项目成果

超高速衝突による薄膜破壊時のプラズマ計測の基礎実験

超高速碰撞薄膜破坏过程中等离子体测量的基础实验

• 发表时间: 2005
• 期刊: 平成16年度スペース・プラズマ研究会 (印刷中)
• 作者: 斎藤陽亮;田中孝治;矢守章;佐々木進;川端潔
• 通讯作者: 川端潔

Experimental Study on Hyper-velocity Impact on Film Structure

超高速冲击对薄膜结构的实验研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc.of 24th ISAS Space Energy Symposium
• 作者: 齋藤陽亮;古性俊慶;田中真;田中孝治;佐々木進;S.Sasaki;多田翔一郎;横田俊昭;三浦敦史;多田翔一郎;齋藤陽亮;齋藤陽亮;A.Miura
• 通讯作者: A.Miura

超高速度飛翔体による薄膜の破壊現象とその拘束条件に関する研究

超高速弹丸薄膜破坏现象及其约束条件研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: 第24回宇宙エネルギーシンポジウム (印刷中)
• 作者: 多田翔一郎;三浦敦史;遠山文雄;矢守章;佐々木進
• 通讯作者: 佐々木進

レールガンによる弾丸と薄膜の相互作用に伴う発光現象の分光研究

使用轨道炮对子弹与薄膜相互作用相关的发光现象进行光谱研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: 平成16年度スペース・プラズマ研究会講演集
• 作者: 齋藤陽亮;古性俊慶;田中真;田中孝治;佐々木進;S.Sasaki;多田翔一郎;横田俊昭
• 通讯作者: 横田俊昭

SPS実用化にいたる技術開発ロードマップの検討

检查导致SPS实际应用的技术开发路线图

• 发表时间: 2003
• 期刊: 第6回SPSシンポジウム講演集
• 作者: 多田翔一郎;三浦敦史;遠山文雄;矢守章;佐々木進;S.Sasaki;S.Sasaki;田中真;田中真;佐々木進;S.Sasaki;佐々木進
• 通讯作者: 佐々木進