パルスプラズマジェットを利用した太陽風プラズマ宇宙推進の実験研究

脉冲等离子体射流太阳风等离子体空间推进实验研究

• 批准号: 15760594
• 负责人: 船木 一幸
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Japan Aerospace Exploration Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (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-15760594/
• 关键词: 宇宙推進; 電気推進; 磁気セイル

太陽風プラズマ流を宇宙機の作る人工的な磁場でせき止めて深宇宙を航行するのが、新しい宇宙機推進システム「太陽風プラズマ推進」である。本研究では、太陽風を模擬したプラズマ流と、磁場を作る電磁石、そして電磁石のつくる磁場を広く展開して推力を増すためのプラズマ噴射装置、といった一連のシステムを真空チャンバー中に実現して評価する事を目的としている。平成17年度は、電磁流体アークジェット装置から供給される高密度高速プラズマジェット中に中心磁場2Tまでの電磁石(コイル)を挿入した実験を重点的に行なった。中心磁場強度と共にコイルを通過する際のプラズマジェットの運動量変化(すなわちコイルにかかる推力)が大きくなる。特に中心磁場が2Tのケースでは地球磁気圏と同様の衝撃波を伴うプラズマ流が観側され、地球磁気圏と相似になる電磁流体的な干渉にて大きな推力が得られることが確認された。また、磁場を拡げるためのプラズマ噴射装置の設計開発を進め、模擬太陽風源との同時運用には至らなかったが、これにより装置のほぼ全系を開発することができた。太陽風プラズマ推進は、従来のイオンスラスタなどの電気推進に比べて非常に大きな推力電力比を実現できる事が、実験および、実験と並行して進めた理論解析から明らかになっている。しかし、宇宙機システムとして必要なリソースの検討を行ったところ、電磁石の軽量化や磁場インフレーションに必要なプラズマ源の低電力化など、太陽風プラズマ推進が他の推進システムに対して優位であるためには、各種要素技術の最適化が必要であることが示唆された。

Flow of the solar wind プ ラ ズ マ を machine の universe be る artificial な magnetic field で せ き check め て deep universe sail を す る の が, new し い universe machine propulsion シ ス テ ム "solar wind プ ラ ズ マ propulsion" で あ る. This study で は, solar wind を simulation し た プ ラ ズ と マ flow, magnetic field を る electric magnet, そ し て electromagnet の つ く る magnetic を hiroo く expand し て thrust を raised す た め の プ ラ ズ マ injection device, と い っ た for の シ ス テ ム を vacuum チ ャ ン バ ー に in be presently し て review 価 す る matter を purpose と し て い る. Pp.47-53 17 year ア は, electric magnetic ー ク ジ ェ ッ ト device か ら supply さ れ る high-density high-speed プ ラ ズ マ ジ ェ ッ ト に center in the magnetic field of 2 t ま で の electromagnet (コ イ ル) を scions into し た be 験 を focus line に な っ た. Center for magnetic field strength と altogether に コ イ ル を through す る interstate の プ ラ ズ マ ジ ェ ッ ト の exercise - change (す な わ ち コ イ ル に か か る) thrust が big き く な る. Magnetic field が に center 2 t の ケ ー ス で は earth magnetic 気 sha-lu と with others in を の blunt shock wave with う プ ラ ズ マ flow が 観 side さ れ, earth magnetic 気 sha-lu と similar に な る な dry electric magnetic involved に て big き な thrust が must ら れ る こ と が confirm さ れ た. ま た, magnetic field を company げ る た め の プ ラ ズ マ の jet device design open 発 を into め, simulated the sun pouring と の also used に は to ら な か っ た が, こ れ に よ り device の ほ ぼ holographic を open 発 す る こ と が で き た. Solar wind プ ラ ズ マ は, 従 to の イ オ ン ス ラ ス タ な ど の electric 気 propulsion に than べ て very big に き な thrust power than を be presently で き が る, be 験 お よ び, be 験 と parallel し て in め た theory analytical か ら Ming ら か に な っ て い る. し か し, cosmic machine シ ス テ ム と し て necessary な リ ソ ー ス の 検 line for を っ た と こ ろ, electric magnet の 軽 quantitative や magnetic イ ン フ レ ー シ ョ ン に necessary な プ ラ ズ マ source の low power な ど, solar wind プ ラ ズ マ propulsion が he の シ ス テ ム に し seaborne て primacy で あ る た め に は, various elements の optimization が necessary で あ る こ と が in business Youdaoplaceholder0.

项目成果

Development of Magnetoplasmadynamic Solar Wind Simulator for MagSail Experiment

用于MagSail实验的磁等离子动力太阳风模拟器的开发

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of the 30th International Electric Propulsion Conference IEPC-2005-201(CD-ROM)
• 作者: Y.Shimizu;K.Toki;I.Funaki;H.Kojima;H.Yamakawa
• 通讯作者: H.Yamakawa

Performance Evaluation of a Magneto Plasma Sail

磁等离子帆的性能评估

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of 7th International School/Symposium for Space Simulations 1
• 作者: R.Asahi;I.Funaki;K.Fujita;H.Yamakawa
• 通讯作者: H.Yamakawa

磁気セイルの実験室シミュレーション

磁帆的实验室模拟

• 发表时间: 2006
• 期刊: ISAS Research Note No.807
• 作者: 小嶋秀典;船木一幸;清水幸夫;山川宏
• 通讯作者: 山川宏

南翼, 船木一幸, 山川宏, 小川博之, 中山宜典: "深宇宙探査におけるプラズマセイルの有用性の研究"第47回宇宙科学技術連合講演会講演集. 47. 606-611 (2003)

Tsubasa Minami、Kazuyuki Funaki、Hiroshi Yamakawa、Hiroyuki Okawa、Yoshinori Nakayama：“等离子体帆在深空探索中的实用性研究”第 47 届空间科学技术联盟会议记录 47. 606-611 (2003)。

Feasibility Study of Magnetoplasma Sail

磁浆帆可行性研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of the 29th International Electric Propulsion Conference IEPC-2005-115(CD-ROM)
• 作者: I.Funaki;et al.
• 通讯作者: et al.