共同研究・競争的資金等の研究課題

2018年10月 - 2023年3月

医療・材料から宇宙探査へ: 単発微粒子低速・高速・超高速衝突機構の構築

日本学術振興会  科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
  • 矢野 創
  • ,
  • 新井 和吉
  • ,
  • 平井 隆之
  • ,
  • 佐藤 崇行
  • ,
  • 佐野 琢己

課題番号
18KK0128
担当区分
研究代表者
配分額
(総額)
17,810,000円
(直接経費)
13,700,000円
(間接経費)
4,110,000円

本研究は、将来の深宇宙探査で求められる1~1000ミクロンオーダーの固体微粒子を1~1000m/sオーダーの速度で、真空中にて単発ずつ加速し、衝突現象をリアルタイムで観察できる実験機構群を、3年をめどに世界に先駆けて構築することが目的である。そのために、低速・高速・超高速の速度領域ごとに専用の固体微粒子加速機構を、日米に現存する実験装置を改良して構築する。
第二年度である2019年度には、宇宙で実証すべき各速度領域のダスト計測器とダスト捕集器のブレッドボードモデルやフライトスペアモデルを製作して、それぞれの速度域での衝突実験を開始した。具体的には、中低速衝突微粒子の捕集メディアとしてのカーボンナノチューブ(CNT)カーペットでは、法政の真空自由落下チューブと運動量伝達銃とMITのLIPITを使って10-100ミクロンオーダーの微粒子の捕集性能を評価した。中速~超高速衝突微粒子の計測器としてのPVDF薄膜型センサ「CLOTH」では、ISAS二段式軽ガス銃とMITのLIPITを使って1-100ミクロンオーダーの微粒子衝突信号を検出した。
さらにLIPITについては、1ミクロンオーダーの位置精度で二軸平面の移動を制御できる標的固定用ステージを真空チェンバ内に増設することで、真空チェンバの開閉回数を減らして、限られた出張期間にも効率よく衝突校正実験の有効データを取得できるように工夫した。LIPIT内で微粒子を射出するランチャー部についても、真空中でより高速度の加速を可能とするため、レーザーアブレーション材料と微粒子固定板の材料の組み合わせを、日本チームメンバーが長期滞在して集中的に実験を行うことで見出した。エアロゲルCNTのと宇宙実証機会である「たんぽぽ2」実験は、無事2019年夏期に打上げられて国際宇宙ステーション曝露部上で、一年間の宇宙実証試験を開始できた。

リンク情報
論文
Modeling the Particle Capture Performance by Vertically Aligned Carbon Nanotubes for a Comet Rendezvous Sample Return
論文
Large-area electronic skins in space: Vision and preflight characterization for first aerospace piezoelectric e-textile
MISC
WHAT THE WELL-DRESSED SPACECRAFT WILL BE WEARING
講演・口頭発表等
たんぽぽおよびポストたんぽぽ計画での有機物の捕集と曝露実験
講演・口頭発表等
深宇宙アストロバイオロジー探査を実現する超高速衝突物質捕集機構の開発
講演・口頭発表等
超小型深宇宙探査機 EQUULEUS 搭載のダスト計測器 CLOTH における校正実験: PET ネット 層衝突時の実験データ取得方法の検討
講演・口頭発表等
生命の原材料・兆候・存在を 太陽系に探す
講演・口頭発表等
たんぽぽシリーズによる アストロバイオロジー研究の継続的成果とゲートウェイ時代への展望
講演・口頭発表等
DESTINY+ダストアナライザの地上校正計画
講演・口頭発表等
固体微粒子の溶融・電離物質の吸着・分析方法に関する一考察
講演・口頭発表等
超小型深宇宙探査機EQUULEUSに搭載する多層断熱材一体型ダスト計測 器CLOTHの開発状況2021
講演・口頭発表等
宇宙往還した垂直配向カーボンナノチューブによる 低速衝突微粒子の捕集性能評価
講演・口頭発表等
The Sensing Technology in Planet Exploration: Cases for Hayabusa and Hayabusa 2
Works(作品等)
宇宙プロジェクト:Space Skin [MIT, JAXA/ISAS]
Works(作品等)
宇宙プロジェクト:たんぽぽ2, 3, 4, 5 [ISAS/JAXA、福岡工業大学、東京大学]
Works(作品等)
宇宙プロジェクト:エクレウス [ISAS/JAXA、東京大学]
Works(作品等)
宇宙プロジェクト:たんぽぽ [ISAS/JAXA、東京薬科大学]
Works(作品等)
宇宙プロジェクト:オケアノス(ソーラー電力セイル) [ISAS/JAXA]
ID情報
  • 課題番号 : 18KK0128
  • 論文の業績ID : 35926617
  • 論文の業績ID : 29430861
  • MISCの業績ID : 36965237
  • 講演・口頭発表等の業績ID : 36617711
  • 講演・口頭発表等の業績ID : 36617642
  • 講演・口頭発表等の業績ID : 36617622
  • 講演・口頭発表等の業績ID : 36617039
  • 講演・口頭発表等の業績ID : 36616844
  • 講演・口頭発表等の業績ID : 36616716
  • 講演・口頭発表等の業績ID : 36616674
  • 講演・口頭発表等の業績ID : 36616580
  • 講演・口頭発表等の業績ID : 36616557
  • 講演・口頭発表等の業績ID : 32059602
  • Works(作品等)の業績ID : 32048014
  • Works(作品等)の業績ID : 32048016
  • Works(作品等)の業績ID : 32048019
  • Works(作品等)の業績ID : 32048211
  • Works(作品等)の業績ID : 32048310