研究者業績
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 助教
- ORCID ID
https://orcid.org/0000-0001-9888-7137
- J-GLOBAL ID
- 202201021399605332
- researchmap会員ID
- R000038113
研究キーワード
4経歴
4-
2025年8月 - 現在
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2025年4月 - 現在
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2022年4月 - 2025年3月
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2020年4月 - 2022年3月
学歴
4-
2019年4月 - 2022年3月
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2017年4月 - 2019年3月
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2013年4月 - 2017年3月
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2010年4月 - 2013年3月
受賞
8主要な論文
26-
Journal of Applied Physics 135(24) 2024年6月27日 査読有りIonic liquid electrospray thrusters represent an alternative propulsion method for spacecraft to conventional plasma propulsion because they do not require plasma generation, which significantly increases the thrust efficiency. The porous emitter thruster has the advantages of simple propellant feeding and multi-site emissions, which miniaturize the thruster size and increase thrust. However, the multi-scale nature, that is, nano- to micrometer-sized menisci on the millimeter-size porous needle tip, makes modeling multi-site emissions difficult, and direct observation is also challenging. This paper proposes a simple model for multi-site emissions, which assumes that the ionic conductivity or ion transport in the porous media determines the ion-emission current. The conductivity was evaluated by comparing the experimental and numerical data based on the model. The results suggest that the ionic conductivity of the porous emitter is suppressed by the ion–pore wall friction stress. Additionally, the model indicates that the emission area expansion on the porous emitter creates the unique curve shape of the current vs voltage characteristics for multi-site emissions.
-
Journal of Electric Propulsion 1(1) 2022年12月 査読有り招待有り筆頭著者責任著者Abstract In electron cyclotron resonance (ECR) thrusters, the plasma mode transition is a critical phenomenon because it determines the maximum thrust performance. In ECR ion thrusters, ionization generally occurs in the magnetic confinement region, where electrons are continuously heated by ECR and confined by magnetic mirrors. However, as the flow rate increases, ionization is also observed outside the magnetic confinement region, and this induces the plasma mode transition. In our previous work, two-photon absorption laser-induced fluorescence (TALIF) analysis revealed that the stepwise ionization from the metastable state plays an important role in the ionization process. However, the distribution of the stepwise ionization has not yet been revealed because of the long lifetime of the metastable state. In this study, this distribution was investigated using one experimental and two numerical approaches. First, TALIF was applied to two types of gas injection with clear differences in thrust performance and ground-state neutral density distribution. In the first simulation, the metastable state particle simulation was used to estimate the excitation rate distribution. In the second study, simulations of the electric field of microwaves were used to estimate the contribution of the stepwise ionization to the plasma density. The experimental and numerical results revealed that the stepwise ionization spreads outside the magnetic confinement region because of the diffusion of metastable particles, and this spread induces the plasma mode transition, explaining the difference between the two types of gas injection.
MISC
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令和4年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium FY2022 2023年1月令和4年度宇宙輸送シンポジウム(2023年1月12日-13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 FY2022 (January 12-13, 2023. Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)(ISAS)), Sagamihara, Kanagawa Japan Observations of the upper atmosphere are of great scientific interest. When a satellite is used for such observations, a propulsion system is required to compensate for atmospheric drag. With existing propulsion systems, the observation period is limited by the propellant payload, and the lifetime of the satellite is limited to two to five years. An air-breathing ion engine (ABIE) has been proposed to solve this problem. The ABIE is a propulsion system that takes in the atmosphere around the satellite and uses it as propellant. Since the upper atmosphere is too rarefied to be used as a propellant, a mechanism to compress it is required. However, no air compression intake has been developed to meet the performance requirements of ABIE. Moreover, if the shape of the ion source, which is located downstream of the compression section as the propellant flow, changes, this compression performance may also change. In this study, an ion source was operated by ground air and the behavior of neutral particles in the ABIE was simulated by numerical simulations to investigate and compare the change in compression performance by changing the ion source geometry. 資料番号: SA6000184073 STEP-2022-021
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令和4年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium FY2022 2023年1月令和4年度宇宙輸送シンポジウム(2023年1月12日-13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 FY2022 (January 12-13, 2023. Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)(ISAS)), Sagamihara, Kanagawa Japan The surface of a spacecraft equipped with a plasma propulsion system is subject to sputtering damage due to backflow ions. The authors reproduced the backflow ion flow by the Hybrid-PIC calculation method using the quasi-neutral electron fluid approximation and ion particles to evaluate the effect of backflow ion flow. The calculated results were compared with experimentally measured plasma potentials to confirm the validity of the model. The energy distribution function of backflow ions impacting the wall and incident angle distribution were obtained. Both results indicate that most of the backflow ions incident on the wall were produced just downstream of the thruster and impact at an acute angle to the wall. 資料番号: SA6000184099 STEP-2022-048
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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) 資料番号: SA6000173068 STEP-2021-029
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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: SA6000160082 レポート番号: STEP-2020-046
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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) 資料番号: SA6000160081 レポート番号: STEP-2020-045
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プラズマ・核融合学会誌 = Journal of plasma and fusion research / プラズマ・核融合学会編集委員会 編 96(12) 714-721 2020年12月
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令和元年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム 講演集 = Proceedings of 2020 Symposium on Laboratory Experiment for Space Science 2020年3月令和元年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウムは、新型コロナウイルスの感染拡大防止のため開催中止。すべて書面発表になりました。 資料番号: SA6000149025 レポート番号: 25
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Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences (Web) 63(6) 2020年
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令和元年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium FY2019 2020年1月令和元年度宇宙輸送シンポジウム(2020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 Space Transportation Symposium FY2019 (January 16-17, 2020. Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)(ISAS)), Sagamihara, Kanagawa Japan 資料番号: SA6000147052 レポート番号: STEP-2019-003
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令和元年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium FY2019 2020年1月令和元年度宇宙輸送シンポジウム(2020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: SA6000147050レポート番号: STEP-2019-001
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平成30年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム 講演集 = Proceedings of 2019 Symposium on Laboratory Experiment for Space Science 2019年2月平成30年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム (2019年2月28日-3月1日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)相模原キャンパス), 相模原市, 神奈川県 2019 Symposium on Laboratory Experiment for Space Science (February 28 - March 1, 2019. Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)(ISAS)), Sagamihara, Kanagawa Japan 資料番号: SA6000139039
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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: SA6000136057 レポート番号: STEP-2018-001
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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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2018 Joint Propulsion Conference 2018年7月8日
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平成29年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録 = Proceedings of Space Transportation Symposium FY2017 2018年1月平成29年度宇宙輸送シンポジウム(2018年1月18日-19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 FY2017 (January 18-19, 2018. Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)(ISAS)), Sagamihara, Kanagawa Japan 資料番号: SA6000210061 レポート番号: STEP-2017-001
講演・口頭発表等
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Plasma seminar @ Stanford University 2025年1月17日 招待有り
所属学協会
1共同研究・競争的資金等の研究課題
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2025年7月 - 2027年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2023年4月 - 2025年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2020年4月 - 2022年3月