磁気ノズルを用いた無電極プラズマ推進機の開発 ～宇宙プラズマ推進機の開発?性能向上につながる大きな知見～

磁気ノズルを用いた無電極プラズマ推進機の開発～宇宙プラズマ推進機の開発?性能向上につながる大きな知見～

2020年10月28日 14:00 | プレスリリース?研究成果

【発表のポイント】

磁気ノズル中で膨张するプラズマの电子冷却过程を热力学のアナロジーで説明することに成功。
电子の热エネルギーが磁気ノズルの机械エネルギーへと変换されることを明らかにした。
プラズマの拡散过程により変换効率が変化することを明らかにした。
磁気ノズルを用いた无电极プラズマ推进机の性能向上への大きな知见が得られた。

【概要】

宇宙空间における大电力推进机の方式として、磁気ノズルを用いた无电极プラズマ推进机の実现が期待されています。

東北大学大学院工学研究科高橋和貴准教授、オーストラリア国立大学 Christine Charles 教授、Rod W Boswell教授の国際共同研究グループは、発散する磁場構造(磁気ノズル)中で膨張するプラズマから電場を排除することにより、電子が磁気ノズルのみと相互作用する系を構築し、磁気ノズル中の電子の熱力学的特性を詳細に計測することに成功しました。その結果、電子の内部エネルギーが磁気ノズル構造の機械エネルギーへと変換されることを明らかにし、電子の磁力線を横切る拡散過程がその変換効率に大きく影響することを示しました。上記の成果は、同研究グループが開発を進めている宇宙推進エンジン、無電極プラズマ推進機の高性能化に大きく寄与することが期待されます。

本研究成果は、2020年10月16日にPhysical Review Letters (American Physical Society)に掲載されました。