基本情報
- 所属
- 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 理事・所長
- 学位
- 工学博士(1988年3月 東京大学)工学修士(1985年3月 東京大学)
- ORCID ID
https://orcid.org/0000-0002-6871-3133
- J-GLOBAL ID
- 200901080116851867
- researchmap会員ID
- 1000144511
- 外部リンク
2010年6月13日、「はやぶさ」小惑星探査機が宇宙の遥か彼方から豪州ウーメラ砂漠に目掛けて地球大気に超高速で突入してきました。探査機は木っ端微塵に分解し蒸発してしまいましたが、カプセルだけが高温環境を耐え抜き落下傘を開き、着陸に成功しました。この事業を実現させるため、イオンエンジンの研究開発、探査機設計・製造・試験、打ち上げ、宇宙運用、豪州政府と交渉、世界の科学者の説得と、多岐に渡る課題を一つ一つ解決した上で、私が回収班長として組織した50名に及ぶJAXA職員を300kmに渡る広域に散開させ、カプセル収容が成されました。
カプセルの回収に成功し、安堵と疲労で意識が遠のく中、ふと過去の記憶が蘇りました。高校生の頃、武蔵高校の太陽観測部で20名ほどの中学生を引率して、夏にはペルセウス座流星群の観測のため福島県の安達太良高原と熱塩温泉と二手に分かれて合宿したこと、年末にはこぐま座やしぶんぎ座流星群観測のため高尾山頂上と校舎屋上から2点観測したことが思い出されました。昔は20名でクラブ活動の日本国内だったものが、50名で国家事業としての海外遠征にまでなったのだとその時初めて気が付きました。
はやぶさの成果に基づいて、私がプロジェクトマネージャとして完成させた「はやぶさ2」は、ほぼ完璧に宇宙ミッションをこなし、2020年12月6日、再び豪州ウーメラ砂漠にカプセルを届けました。コロナ禍という宇宙科学技術とは異次元の困難を突破し、70名に及ぶJAXA職員を再び豪州に送り込み、カプセル回収に成功しました。それだけでなく、2029年には火星の月フォボスからサンプル回収する3度目の事業:MMX計画を開発中であり、約10年間隔で定期的に宇宙物質を持ち帰り地球で分析するmanifestoを推進しています。水星から土星に至る各天体に宇宙研のDNAを込めた探査機を配置した「深宇宙船団 (Deep Space Fleet)」がもうじきに完成します。これらtacticsを総動員して、太陽系46億年の歴史を解き明かし、生命の起源に迫ります。
研究キーワード
3主要な経歴
12-
2025年10月 - 現在
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2018年4月 - 2025年3月
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2005年4月 - 2018年3月
学歴
6-
1983年4月 - 1988年3月
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1979年4月 - 1983年3月
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1976年4月 - 1979年3月
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1973年4月 - 1976年3月
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1967年4月 - 1973年3月
主要な受賞
39-
2025年2月
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2021年11月
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2020年12月
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2017年11月
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2015年4月
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2013年10月
主要な論文
163-
Acta Astronautica 166 69-77 2020年1月 査読有り最終著者
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応用物理 85(7) 553-559 2016年 招待有り宇宙航空研究開発機構・宇宙科学研究所・電気推進研究室が、米欧ロとは技術的に一線を画して研究開発したマイクロ波放電式イオンエンジンは、「はやぶさ」小惑星探査機の主推進として採用され、地球〜小惑星間宇宙往復航海を世界に先駆けて実現した。高効率・省電力でプラズマを生成しながら1台当たり2年間にも及ぶ耐久性を宇宙で実証した。宇宙活動と同時並行で行われた地上におけるさらなる研究開発は、光ファイバーを用いた新たな探針法によりイオン源内部現象を解明し、性能向上をもたらした。改良されたイオンエンジンは、「はやぶさ2」小惑星探査機において、新たな小惑星に向けてその能力を今まさに発揮中である。本稿では、従前の電極を用いる直流放電式システムと比較しながら、電子サイクロトロン共鳴型イオン源の高い性能と耐久性を解説する。
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日本惑星科学会誌 22(2) 2013年 招待有り宇宙工学は、宇宙への往来の実現を目指し、技術を切磋琢磨してきた。その成果の端的な例は、「はやぶさ」にて実現された地球〜小惑星間往復航行(2003年〜2010年)である。それにより、科学や技術分野を越えて、より大きな世界観を得ることができた。次の新しい知見を得るために、科学的な意義はもちろんのこと、「宇宙を自在に往来する独自能力の維持発展」と「人類の活動領域の宇宙への拡大」という宇宙工学・宇宙探査に跨る目標を担い、「はやぶさ2」小惑星探査ミッションが開発中である。
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JOURNAL OF PROPULSION AND POWER 23(3) 544-551 2007年5月 査読有り
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プラズマ・核融合学会誌 82(5) 300-305 2006年5月 招待有り筆頭著者プラズマ生成に直流放電を利用する従来式電気ロケットは、放電電極損耗という劣化要素を含み、長寿命・高信頼を必須とする宇宙機械において重大な問題を抱えていた。これをマイクロ波放電による無電極化にて根本的に解決し、日本独自のシステムとしてマイクロ波放電式イオンエンジンが開発された。「はやぶさ」小惑星探査機は、2003年5月から2年余を掛けて、太陽距離0.86天文単位から1.7天文単位に至る広範な宇宙を走破して、目的天体「いとかわ」とのランデブーに成功した。この間、主推進装置である4台のマイクロ波放電式イオンエンジンは、22kgの推進剤キセノンを消費して、総増速量1,400m/s、延べ作動時間25,800時間という世界一級の成果を挙げた。慣性(弾道)飛行していたこれまでの「人工惑星」「人工衛星」とは異なり、高性能推進機関を搭載する宇宙機は、動力航行する能力を持ち、「宇宙船」に分類されるべき新しい技術である。
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ACTA ASTRONAUTICA 55(1) 27-38 2004年7月 査読有り筆頭著者
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日本航空宇宙学会論文集 52(602) 129-134 2004年 査読有り2003年5月9日13時29分に鹿児島宇宙空間観測所からM−V5号機により打ち上げられた「MUSES−C」は正確に深宇宙軌道に投入され、「はやぶさ」と命名された。着想から15年の歳月をかけて小惑星探査機1)の主推進としてマイクロ波放電式イオンエンジン「μ10」は宇宙生まれ(Space-borne)となった。その後、数週間の真空暴露を経て、1ヶ月に及ぶ試運転を実施し、7月には巡航運転を開始して、1日当たり数m/sの定常加速がなされている。規模の小さい科学衛星には電力や重量の観点から電気推進の搭載はおよそ不可能と思われていたが、イオンエンジンだけでなく衛星およびロケット全般技術の革新、深宇宙探査へのニーズに支えられてようやく実現した。本論文で述べるマイクロ波放電式イオンエンジン「μ10」は他のイオンエンジンとは異なる独自の着想のもと、宇宙科学研究所電気推進工学部門が研究開発を進めてきたものである。打ち上げ直前地上作業から初期運用に至る経緯と飛翔の報告を行う。
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JOURNAL OF PROPULSION AND POWER 14(6) 1022-1026 1998年11月 査読有り
MISC
66-
令和3年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium FY2021 2022年1月令和3年度宇宙輸送シンポジウム(2022年1月13日-14日. オンライン開催) Space Transportation Symposium FY2021 (January 13-14, 2022. Online Meeting) 非化学推進優秀学生賞 資料番号: SA6000173064 STEP-2021-025
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令和二年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium FY2020 2021年1月令和二年度宇宙輸送シンポジウム(2021年1月14日-15日. オンライン開催) Space Transportation Symposium FY2020 (January 14-15, 2021. Online Meeting) PDF再処理の為、2023年2月27日に差替 資料番号: SA6000160089 レポート番号: STEP-2020-053
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マイクロ波放電型イオンスラスタの放電室形状と性能の関係—Effect of Discharge Chamber Geometry on the ECR Ion Thruster Performance平成30年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium FY2018 2019年1月平成30年度宇宙輸送シンポジウム(2019年1月17日-18日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県 Space Transportation Symposium FY2018 (January 17-18, 2019. Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)(ISAS)), Sagamihara, Kanagawa Japan 資料番号: SA6000136059 レポート番号: STEP-2018-003
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平成30年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium FY2018 2019年1月平成30年度宇宙輸送シンポジウム(2019年1月17日-18日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県 Space Transportation Symposium FY2018 (January 17-18, 2019. Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)(ISAS)), Sagamihara, Kanagawa Japan 資料番号: SA6000136077 レポート番号: STEP-2018-021
主要な書籍等出版物
5講演・口頭発表等
190-
平成27年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium FY2015 2016年1月 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)平成27年度宇宙輸送シンポジウム(2016年1月14日-15日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000050126レポート番号: STEP-2015-062
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平成27年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium FY2015 2016年1月 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)平成27年度宇宙輸送シンポジウム(2016年1月14日-15日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000050096レポート番号: STEP-2015-032
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平成27年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium FY2015 2016年1月 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)平成27年度宇宙輸送シンポジウム(2016年1月14日-15日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000050084レポート番号: STEP-2015-020
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平成26年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium FY2014 2015年 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)平成26年度宇宙輸送シンポジウム(2015年1月15日-16日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000036068レポート番号: STEP-2014-010
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平成26年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium FY2014 2015年 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)平成26年度宇宙輸送シンポジウム(2015年1月15日-16日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000036121レポート番号: STEP-2014-064
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平成26年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium FY2014 2015年 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)平成26年度宇宙輸送シンポジウム(2015年1月15日-16日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000036106レポート番号: STEP-2014-049
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平成26年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium FY2014 2015年 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)平成26年度宇宙輸送シンポジウム(2015年1月15日-16日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000036077レポート番号: STEP-2014-019
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51st AIAA/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference 2015年
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第47回月・惑星シンポジウム = Proceedings of the 47th ISAS Lunar and Planetary Symposium 2014年8月 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)第47回月・惑星シンポジウム (2014年8月4日-6日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県形態: カラー図版あり資料番号: SA6000033027
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50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference 2014 2014年 American Institute of Aeronautics and Astronautics Inc.
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50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference 2014 2014年 American Institute of Aeronautics and Astronautics Inc.
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平成25年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium FY2013 2014年 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)平成25年度宇宙輸送シンポジウム(2014年1月16日-17日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000016113レポート番号: STEP-2013-040
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平成25年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium FY2013 2014年 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)平成25年度宇宙輸送シンポジウム(2014年1月16日-17日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000016097レポート番号: STEP-2013-024
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平成25年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium FY2013 2014年 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)平成25年度宇宙輸送シンポジウム(2014年1月16日-17日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000016080レポート番号: STEP-2013-007
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平成25年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium FY2013 2014年 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)平成25年度宇宙輸送シンポジウム(2014年1月16日-17日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000016079レポート番号: STEP-2013-006
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Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC 2014年
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平成24年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium: FY2012 2013年1月 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)平成24年度宇宙輸送シンポジウム (2013年1月17日-1月18日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県形態: カラー図版あり形態: PDF資料番号: AA0061856113レポート番号: STEP-2012-030
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平成24年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium: FY2012 2013年1月 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)平成24年度宇宙輸送シンポジウム (2013年1月17日-1月18日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県マイクロ波放電式イオンスラスタの内部現象解明のためには、プラズマ生成に直結するスラスタ内部のマイクロ波電場測定が非常に重要である。本研究では電気光学素子ファイバプローブ(EOプローブ)をイオンスラスタの電場測定に適用することを提案した。EOプローブは金属を含まず微小なため、内部状態に擾乱を与えず非破壊で放電室に挿入することが可能である。本研究では(1)EOプローブを用いたビーム加速下のプラズマ中電場測定技術の確立と(2)未解明現象である高流量時の推力低下メカニズムおよび推進剤投入位置による性能変化メカニズムの解明を目標に研究を行った。電場測定結果は、FDTD解析結果と一致した。またプローブ挿入によるスラスタへの影響は8% 以下、加速プラズマ下でのプローブ感度変動は10% 以下であった。現象解明では中心軸上およびECR領域の電場分布を測定し考察を行った。その結果、導波管投入の際、高流量時に導波管内でマイクロ波の反射が起こり、電子加熱が行われるECR領域の電場強度が低下することがわかった。また推進剤を放電室より投入することは導波管内で反射が起きる流量をより高流量側へシフトさせる効果があり、その結果ECR領域での電場強度が最大になる流量がより高流量側へシフトし、推力増強につながったことがわかった。形態: カラー図版あり形態: PDF資料番号: AA0061856123レポート番号: STEP-2012-040
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平成24年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium: FY2012 2013年1月 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)平成24年度宇宙輸送シンポジウム (2013年1月17日-1月18日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県形態: カラー図版あり形態: PDF資料番号: AA0061856092レポート番号: STEP-2012-009
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平成24年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium: FY2012 2013年1月 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)平成24年度宇宙輸送シンポジウム (2013年1月17日-1月18日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県形態: カラー図版あり形態: PDF資料番号: AA0061856091レポート番号: STEP-2012-008
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平成24年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium: FY2012 2013年1月 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)平成24年度宇宙輸送シンポジウム (2013年1月17日-1月18日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県形態: カラー図版あり形態: PDF資料番号: AA0061856104レポート番号: STEP-2012-021
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Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC 2012年
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48th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit 2012 2012年
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48th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit 2012 2012年
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48th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit 2012 2012年
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IEEE Aerospace Conference Proceedings 2011年The cathode-less electron cyclotron resonance ion engines, μ10, propelled the Hayabusa asteroid explorer, launched in May 2003, which is focused on demonstrating the technology necessary for a sample return from an asteroid, using electric propulsion, optical navigation, material sampling in a zero gravity field, and direct re-entry from a heliocentric orbit. It rendezvoused with the asteroid Itokawa after a two-year deep space flight using the ion engines. Though it succeeded in landing on the asteroid on November 2005, the spacecraft was seriously damaged. This delayed Earth return in 2010 from the original plan in 2007. Reconstruction on the operational scheme using thrust vector control of ion engines, Xe cold gas jets and solar pressure torque made Hayabusa leave for Earth in April 2007. Although most of the neutralizers were degraded and unable to be used in fall of 2009, a combination of an ion source and its neighboring neutralizer has kept the orbit maneuver to Earth including a series of final trajectory correction maneuvers. Finally, the spacecraft decayed in atmosphere and only the reentry capsule was retrieved from the Australian outback on June 14th, 2010. For the round trip space odyssey between Earth and the asteroid, the ion engines served the total accumulated operational time 39,637 hour·unit, the powered spaceflight in 25,590 hours, delta-V of 2.2 km/s, total impulse of 1 MN·s and 47 kg Xenon propellant consumption. © 2011 IEEE.
所属学協会
5Works(作品等)
9主要な共同研究・競争的資金等の研究課題
17-
科学技術振興機構 研究成果展開事業(産学官の連携による共創の「場」の形成支援) 2015年7月 - 2020年3月
産業財産権
17主要なメディア報道
9-
NHK NHKスペシャル https://www.facebook.com/NHKonline/posts/2639642986062350/ 2019年3月17日 テレビ・ラジオ番組