レーザー駆動による液体憤射マイクロプラズマスラスタ

激光驱动液体喷射微等离子体推进器

基本信息

批准号：
14655362
负责人：
荒川義博
金额：
$ 2.05万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14655362/
关键词：
レーザーマイクロスラスタ宇宙推進プラズマ液体噴射

项目摘要

本研究の目的は、超小型衛星や大型柔軟構造物にとって必要な推進系として、推進剤の流量制御が困難な従来の固体推進剤を用いたパルス型プラズマスラスタではなく、全く新しい、流量制御を可能とするレーザー駆動による液体噴射を行うプラズマスラスタを提案し、その噴射過程やプラズマ化される現象を観察して、その物理現象を調べ、比推力・効率ともに十分に持ち合わせたマイクロプラズマスラスタを実現させることにある。本年度の研究では、前年度に開発した微小推力測定装置を用いて推力を測定することにより、推進機の性能評価を行った。はじめに、液体噴射器を用いることによって、液体を推進剤としたパルス型プラズマスラスタの動作実証を行うことに成功した。また、推進性能を評価した結果、従来のタイプのパルス型プラズマスラスタよりも高い比推力を有することが示された。さらに、半導体レーザービームをPVCシートに照射させることによって、レーザーアブレーションガスによって動作するパルス型プラズマスラスタの実証を行った。また。前年度の実験により得られた知見をもとに、パルス型プラズマスラスタよりもさらに小型のマイクロスラスタの開発を行った。1Wクラス半導体レーザーからでたビームを推進剤表面に集光し、アブレーションガスを生じさせることで推力をえる。微小推力測定装置による測定の結果、数10gオーダーの重量をもつ超小型推進機の動作実証および性能評価が行われた。

这项研究的目的是使用一种全新的流量控制方法作为微型卫星和大型柔性结构的推进系统，而不是使用难以控制的使用固体推进剂的传统脉冲等离子体推进器。通过激光驱动液体，观察喷射过程和变成等离子体的现象，研究物理现象，实现具有足够比冲和效率的微型等离子体推进器。在今年的研究中，我们通过使用前一年开发的微推力测量装置测量推力来评估推进机的性能。首先，通过使用液体喷射器，我们成功演示了使用液体作为推进剂的脉冲等离子体推进器的操作。此外，推进性能的评估表明，该推进器比传统的脉冲等离子体推进器具有更高的比冲。此外，通过用半导体激光束照射 PVC 片，我们演示了由激光烧蚀气体操作的脉冲等离子体推进器。还。根据前一年实验获得的知识，我们开发了一种比脉冲等离子体推进器还要小的微型推进器。从1W级半导体激光器发出的光束聚焦在推进剂表面上，产生烧蚀气体以产生推力。通过使用微推力测量装置进行测量，对重量为数十克左右的微推进器进行了运转和性能评价。