東北大とJST、無電極プラズマ宇宙推進機の性能向上に成功

発表日:2022年11月10日

無電極プラズマ宇宙推進機の性能向上に成功

〜大電力・長寿命電気推進による宇宙輸送技術の実現へ前進〜

【発表のポイント】

●大電力・無電極の磁気ノズルプラズマ推進機の推進効率を約30%まで向上

●イオンエンジン（*1）やホールスラスタ（*2）に続く次世代の大電力電気推進機の実現に期待

【概要】

種々の宇宙ミッション実現には宇宙機へのエンジン搭載が必要になります。高周波プラズマ源と磁気ノズルによるプラズマ加速を経て宇宙空間へ燃料を噴射し推力を発生する無電極プラズマ推進機（*3）は、次世代の大電力宇宙推進機として期待されています。一方、推進効率の向上と物理課題の解明が大きな課題となっています。

東北大学大学院工学研究科および非平衡プラズマ学際研究センター プラズマフロンティア科学部門の高橋和貴准教授（JST創発研究者）は、プラズマ発生部にカスプと呼ばれるプラズマ閉じ込め磁場構造を印加することで壁面へのエネルギー損失を抑制できることを見出し、高周波電力から推進エネルギーへの変換効率が以前の20%から約30%に向上したことを室内実験で明らかにしました。さらに、理論モデルによって実験結果を説明できることを示しました。

本研究成果は2022年11月10日（現地時間）にネイチャーパブリッシンググループの英国科学雑誌Scientific Reports（電子版）に掲載されます。今後、作動環境の影響（スペースチャンバーのサイズや残留ガスの影響）の検証や、エンジニアモデル・プロトタイプの開発、関連する物理現象の理解を国際共同研究も含めて進める予定です。

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参考画像

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添付リリース

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