2次元速度分布計測によるプラズマ推進機の加速機構の解明

2013年4月から7月にかけて、電気推進機の電磁加速機構解明に向けた研究を行った。6月末に8月から独立行政法人宇宙航空研究開発機構・宇宙科学研究所・宇宙飛翔工学研究系・助教への内定が急遽おたことで、わずか4ケ月の短い研究期間であったが、以下のように研究をおこなった。研究は、まず使用する真空槽の組立から始まった。直径1m長さ2.2mの真空容器に、ロータリーポンプ・ターボ分子ポンプを組み付け、作動試験を行った。流量ゼロで、10^<-5>Paの真空度を実現した。ホールスラスタで必要となる真空度は一般に10^<-3>Pa未満、MPDスラスタでも10^<-2>Paであるために、さらに排気速度を高める必要になった。上記真空環境実現のためゲートバルブとクライオポンプの追加し、理論排気速度3600L/sの真空槽とした。さらにスラスタの作動確認のため、電源ラックや必要部品を購入し、スラスタのプラズマの点火に成功した。引き続き加速試験を行い、真空度と流量から実行排気速度が理論値の4割程度であることを確認した。コンダクタンス等を考慮すれば、他の既存の真空槽とくらべて、極めて妥当であると判断した。7月には、当該分野の国際会議である49th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibitに出席し、ホールスラスタの高比推力化と大電力化の取り組みを調査した。特に従来、セラミック部品を用いていたホールスラスタが磁場形状の最適化によりプラズマがセラミックと非接触になり、セラミックが導電体で伝熱効率が良いカーボンに置き換わったことが、大電力化にとって、画期的なイノベーションになりうるとの知見が発表され、大きなインパクトを受けた。8月より独立行政法人宇宙航空研究開発機構・宇宙科学研究所に移動するが、引き続き電磁加速機構の解明に向けて、MPDスラスタを中心に実験的研究を行なっていきたい。

2013年4月から7月にかけて、電気推進機の電磁加速機構解明に向けた研究を行った。6月末に8月から独立行政法人宇宙航空研究開発機構・宇宙科学研究所・宇宙飛翔工学研究系・助教への内定が急遽おたことで、わずか4ケ月の短い研究期間であったが、以下のように研究をおこなった。研究は、まず使用する真空槽の組立から始まった。直径1m長さ2.2mの真空容器に、ロータリーポンプ・ターボ分子ポンプを組み付け、作動試験を行った。流量ゼロで、10^<-5>Paの真空度を実現した。ホールスラスタで必要となる真空度は一般に10^<-3>Pa未満、MPDスラスタでも10^<-2>Paであるために、さらに排気速度を高める必要になった。上記真空環境実現のためゲートバルブとクライオポンプの追加し、理論排気速度3600L/sの真空槽とした。さらにスラスタの作動確認のため、電源ラックや必要部品を購入し、スラスタのプラズマの点火に成功した。引き続き加速試験を行い、真空度と流量から実行排気速度が理論値の4割程度であることを確認した。コンダクタンス等を考慮すれば、他の既存の真空槽とくらべて、極めて妥当であると判断した。7月には、当該分野の国際会議である49th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibitに出席し、ホールスラスタの高比推力化と大電力化の取り組みを調査した。特に従来、セラミック部品を用いていたホールスラスタが磁場形状の最適化によりプラズマがセラミックと非接触になり、セラミックが導電体で伝熱効率が良いカーボンに置き換わったことが、大電力化にとって、画期的なイノベーションになりうるとの知見が発表され、大きなインパクトを受けた。8月より独立行政法人宇宙航空研究開発機構・宇宙科学研究所に移動するが、引き続き電磁加速機構の解明に向けて、MPDスラスタを中心に実験的研究を行なっていきたい。