宇宙環境下における電磁気力を利用した不均一粉体運動の制御機構の開発

空间环境下电磁力粉体非均匀运动控制机构研制

• 批准号: 16J10635
• 负责人: 安達 眞聡
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J10635/
• 关键词: 静電気力; 磁気力; 粉体ハンドリング; レゴリス; 月レゴリス; 個別要素法

将来の宇宙探査ミッションを成功させるためには，月・火星・小惑星表面に存在するレゴリス粒子の探査機器への悪影響を軽減し，また，その粒子を資源として利用することが重要であり，その鍵となるのが宇宙環境下で不具合なく利用できる粉体のハンドリング技術である．本年度の研究では，機械的駆動部や空気・液体等を必要とせず，装置が簡素化でき，しかも制御が簡単であるなどと，宇宙環境で使用するにあたり多くの利点を有している磁気力を利用した粉体のハンドリング技術開発に取り組んだ．また，粒子運動を操作するうえで重要な外力のバランスは，地上に関しては十分な研究がなされているものの，低重力・真空といった宇宙特有の環境下においては詳細な研究は行われていない．そこで，開発したシステムを，地上における実験だけでなく，真空環境下での実験や個別要素法を使用した数値シミュレーションにより開発・性能評価を行うことで，宇宙環境下における磁性粒子の動特性解明にも取り組んだ．具体的には，月・火星・小惑星レゴリス粒子を回収するための，コイルガンの仕組みを利用した磁気サンプリングシステムを開発した．磁気サンプリングシステムを使用して，大気・真空環境下において磁性粒子のサンプリング実験を行った結果，コイルに流す電流値とその印加時間が相互的にサンプリング性能に影響を及ぼし，それらの最適な組み合わせがサンプリングを成功させるために重要であることを確認した．また，磁場中に置かれた磁性粒子の磁気的相互作用により粒子同士のチェーンや塊を形成し，その現象はサンプリング性能を向上させることも明らかにした．さらに，数値シミュレーションにより，低重力かつ真空環境下において磁気サンプラーの性能が向上することを予測し，その宇宙環境下における有用性を確認した．

The future of space exploration is successful, and the impact of particle exploration on the surface of Mars and small stars is reduced. The use of particle resources is important, and the key to the use of particle technology in the space environment is not suitable. This year's research focuses on the necessity of mechanical motion, air, liquid, etc., the simplification of equipment, the simplification of control, the use of cosmic environment, the use of magnetic force, and the development of powder technology. For example, particle motion is controlled by an external force, which is very important for research on the ground. Low gravity, vacuum, and environment unique to the universe are studied in detail. In this paper, the development of magnetic particle dynamics is discussed. The development of magnetic particle dynamics is discussed in detail. The development of magnetic particle dynamics is discussed. Specific to the moon, Mars, small stars, particles, and the development of the magnetic field. Magnetic particle separation system is used in high temperature and vacuum environment. The results show that the current value and time of separation system influence each other's separation performance. Therefore, it is important to confirm the optimal combination of magnetic particle separation system. The magnetic interaction of magnetic particles in the magnetic field results in the formation of particles and particles, and the phenomenon of particle separation and performance increases. In addition, the performance of the magnetic field in vacuum environment under low gravity was predicted and its usefulness was confirmed in the universe environment.

项目成果

German Aerospace Center(Germany)

德国航空航天中心（德国）

進行波電界を利用した月レゴリスの静電分級機構の開発

利用行波电场开发月球风化层静电分级机制

• 发表时间: 2017
• 作者: Hiroyuki Kawamoto;Megumi Kato;Masato Adachi;野崎 紘之，諸岡 裕文，安達 眞聡，川本 広行
• 通讯作者: 野崎 紘之，諸岡 裕文，安達 眞聡，川本 広行

Magnetic Sampler for Regolith Particles on Asteroids

• DOI: 10.1061/(asce)as.1943-5525.0000797
• 发表时间: 2018-03
• 期刊: Journal of Aerospace Engineering
• 影响因子: 2.4
• 作者: Masato Adachi;Ryoichi Obata;H. Kawamoto;S. Wakabayashi;T. Hoshino

Electrostatic Sampler for Large Regolith Particles on Asteroids

• DOI: 10.1061/(asce)as.1943-5525.0000701
• 发表时间: 2017-05
• 期刊: Journal of Aerospace Engineering
• 影响因子: 2.4
• 作者: Masato Adachi;H. Kawamoto

月レゴリスの静電分級

月球风化层的静电分类

• 发表时间: 2016
• 作者: Hiroyuki Kawamoto;Megumi Kato;Masato Adachi;Moe Hirosawa;濱澤 宏季，生田 圭一郎，上遠野 雄太，三室 大和，安達 眞聡，川本 広行;Moe Hirosawa;加藤 恵，小島 拓未，福山 聡太，武田 直己，安達 眞聡，川本 広行;諸岡 裕文，鈴木 良太郎，葉賀 祐一朗，安達 眞聡，川本 広行
• 通讯作者: 諸岡 裕文，鈴木 良太郎，葉賀 祐一朗，安達 眞聡，川本 広行