超音速CO2プラズマジェットによる探査衛星火星・金星大気圏突入シミュレーション実験




担当メンバー:
田原 弘一(
Hirokazu Tahara


キーワード:
火星・金星探査
大気圏突入
二酸化炭素
摩擦熱
プラズマジェット
超音速流

     


研究内容紹介:

火星の大気は二酸化炭素95.3%、窒素2.7%、アルゴン1.6%であり、他にも酸素や一酸化炭素などが微量に含まれている。この二酸化炭素を主成分とする火星や金星の大気に探査機を突入させる場合、突入時に探査機が受ける熱的影響が非常に問題である。

地 上シミュレーション実験には、直流放電式アークプラズマジェット装置(アークジェットスラスタの応用)を用いる。プラズマジェットでは陰極と陽極の間に アーク放電を発生させ作動ガスを加熱し、生成したプラズマをノズル膨張させて高エンタルピ超音速流を発生させる。プラズマジェットはプラズマ密度が高く、 構造が非常に簡単であるという特徴を持っている。

本 研究グループでは、二酸化炭素の超音速プラズマジェットを発生させる装置を製作し、その作動特性を調べた。さらに、下流域に探査機に見立てた供試体を配置 し、入熱量を調べた。現在、最適なシミュレーション実験の条件を実現すると共に、種々の突入条件に対する熱特性を取得している。