月面環境における微粒子の帯電と付着に関する研究

月表环境颗粒带电与粘附研究

• 批准号: 20656141
• 负责人: 趙 孟佑
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20656141/
• 关键词: 帯電; 微粒子; 月面; プラズマ; レゴリス; 浮上; 月面環境

本研究の目的は、月面機器と月面微粒子の帯電現象と、帯電によって引き起こされる両者の相互作用を数値解析と実験によって調べることである。まずは、様々なプラズマ環境と日照・温度状態の中での帯電電位を数値解析によって明らかにする。その後に、最悪と思われる状況について真空チャンバー内での模擬実験を行い、微粒子が浮上する状態を再現する。2010年度の成果は以下の通りである。・真空チャンバー中で微粒子帯電浮上実験を行った。チャンバー内に設置した直径30μmから115μm迄の粒径の揃った3種類のガラス球に電子ビームを照射し、上向きに銅板に数100kV/mの電界を印加したところ、粒子が浮上した。浮上時の運動軌跡から加速度を算出し、微粒子一個あたり、10^<-15>から10^<-13>C程度に帯電していることがわかった。・浮上時の電界強度は、重力よりも大きな静電力を与えるものの、浮上のしきい値に必要な電界強度は単純な重力以上の力をもたらしている。粒子間の付着力を考慮すると、逆に浮上時の電界強度を遥かに上回る上向きの静電力が必要であることが見積もられた。・高速度ビデオカメラによって浮上微粒子の挙動を観察したところ、粒子単体ではなく、塊となって浮上している様子が見られた。粒子が単体の時は、粒子間に働く力によって粒子は浮上しがたいが、ある程度かたまると粒子間付着力は小さくなる。塊で浮上すると仮定して、浮上のしきい値を計算すると、実験値とよい一致を示した。・月面においても同様に、浮上のための力が最小となる塊の状態になって粒子が浮上すると思われる。浮上した粒子が機器表面に再付着する状態について検討する必要がある。

The purpose of this study is to analyze the interaction between lunar surface machinery and lunar surface particles. In the case of solar radiation and temperature, the electric potential is analyzed. After the last, the most important situation, the simulation in the vacuum, the particle floating state, the reproduction. The results of 2010 are as follows: The particles float in vacuum. The diameter of the copper plate is 30μm, the diameter of the copper plate is 115μm, and the particle size is 100kV/m. When floating up, the trajectory of the motion is calculated, and the particle is charged to a degree of <-15>10^<-13>C. When floating, the electric field strength is high, the gravity is high, the electrostatic force is high, and the floating is high, the electric field strength is high, and the force is high. The force between particles is considered to be the electric field strength when floating upward. The high-speed video camera allows you to observe the movement of floating particles, and it is now possible to see single particles floating in the air and blocks floating in the air. When particles are separated from each other, the force between particles is small. Block floating on the ground, floating on the ground. The force of the moon surface is the same as that of the floating particles. Floating particles are necessary for re-installation on the surface of the machine.

项目成果

高エネルギー電子による月砂の帯電と浮遊

高能电子对月沙的充电和漂浮

• 发表时间: 2008
• 作者: 井上綾子;奥村哲平;趙孟佑;八田真児
• 通讯作者: 八田真児

Development of a Laboratory Simulation System for Lunar Dust Charging and Levitation

月球尘埃充电和悬浮实验室模拟系统的开发

• 发表时间: 2010
• 作者: Syohei Mori;John Polansky Hirokazu Masui;Joseph Wang;Mengu Cho
• 通讯作者: Mengu Cho

光月面における微粒子帯電と浮遊現象の再現実験システムの開発

开发重现轻月表面粒子充电和漂浮现象的实验系统

• 发表时间: 2010
• 期刊: 日本航空宇宙学会西部支部講演会誌
• 作者: 森昇平;John Polansky;増井博一;Joseph Wang;趙孟佑
• 通讯作者: 趙孟佑

Laboratory and computer simulation of charging and levitation of lunar dust particles

月球尘埃颗粒充电和悬浮的实验室和计算机模拟

• 发表时间: 2009
• 作者: Tetsuro Harada;Ayako lnoue;Teppei Okumura;Shinji Hatta;Mengu Cho
• 通讯作者: Mengu Cho