研究者業績

西山 和孝

ニシヤマ カズタカ  (KAZUTAKA NISHIYAMA)

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 教授
学位
博士(工学)(1998年3月 東京大学)

研究者番号
60342622
ORCID ID
 https://orcid.org/0000-0002-9224-893X
J-GLOBAL ID
202001002398782568
researchmap会員ID
R000014180

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研究キーワード

 2

受賞

 1

論文

 287
  • 吉川 哲史, 西山 和孝, 國中 均, Yoshikawa Tetsushi, Nishiyama Kazutaka, Kuninaka Hitoshi
    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, 神奈川県資料番号: SA6000136061レポート番号: STEP-2018-005
  • 井出 舜一郎, 月崎 竜童, 西山 和孝, 國中 均, Ide Shunichiro, Tsukizaki Ryudo, Nishiyama Kazutaka, Kuninaka Hitoshi
    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, 神奈川県資料番号: SA6000136077レポート番号: STEP-2018-021
  • 江本 一磨, 神田 大樹, 月﨑 竜童, 鷹尾 祥典, 西山 和孝, 國中 均, Emoto Kazuma, Koda Daiki, Tsukizaki Ryudo, Takao Yoshinori, Nishiyama Kazutaka, Kuninaka Hitoshi
    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, 神奈川県資料番号: SA6000136102レポート番号: STEP-2018-047
  • 西山和孝
    航空原動機・宇宙推進講演会講演論文集(CD-ROM) 59th 2019年  筆頭著者
  • 細田聡史, 西山和孝, 月崎竜童, 國中均
    航空原動機・宇宙推進講演会講演論文集(CD-ROM) 59th 2019年  
  • 宮優海, 西山和孝, 神田大樹, 小澤宇志, 今村俊介, 田川雅人
    宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 63rd 2019年  
  • 吉田拓人, 伊阪光博, 岩田尚樹, 高須敦也, 服部凌大, 山下祐介, 谷義隆, 上野一磨, 村中崇信, 細田聡史, 西山和孝
    宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 63rd 2019年  
  • 白川遼, 臼井英之, 三宅洋平, 田川雅人, 山下裕介, 加納直起, 西山和孝
    宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 63rd 2019年  
  • 加納直起, 江塚風也, 白川遼, 下位百香, 横田久美子, 田川雅人, 小澤宇志, 今村俊介, 西山和孝
    宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 63rd 2019年  
  • 金城富宏, 澤田健一郎, 小川博之, 高島健, 西山和孝, 豊田裕之, 長野方星, 秋月祐樹
    宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 63rd 2019年  
  • 西山和孝, 山下裕介, 白川遼, 細田聡史, 月崎竜童, 神田大樹, 今井駿
    宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 63rd 2019年  筆頭著者
  • 村中崇信, 高須敦也, 山下祐介, 岩田尚樹, 吉田拓人, 伊阪光博, 谷義隆, 永井宏樹, 上野一磨, 細田聡史, 西山和孝
    宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 63rd 2019年  
  • 山下裕介, 月崎竜童, 谷義隆, 神田大樹, 西山和孝
    宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 63rd 2019年  
  • 江塚風也, 加納直起, 白川遼, 下位百香, 小澤宇志, 今村俊介, 西山和孝, 横田久美子, 田川雅人
    日本航空宇宙学会中部・関西支部合同秋期大会講演論文集(CD-ROM) 56th 2019年  
  • 加納直起, 江塚風也, 白川遼, 下位百香, 小澤宇志, 今村俊介, 西山和孝, 横田久美子, 田川雅人
    日本航空宇宙学会中部・関西支部合同秋期大会講演論文集(CD-ROM) 56th 2019年  
  • 白川遼, 山下裕介, 神田大樹, 細田聡, 月崎竜童, 田川雅人, 西山和孝
    日本航空宇宙学会中部・関西支部合同秋期大会講演論文集(CD-ROM) 56th 2019年  
  • 小澤宇志, 今村俊介, 西山和孝, 田川雅人, 藤田和央
    宇宙航空研究開発機構特別資料 JAXA-SP-(Web) (18-005) 2019年  
  • 白川遼, 臼井英之, 三宅洋平, 田川雅人, 西山和孝
    宇宙航空研究開発機構特別資料 JAXA-SP-(Web) (18-009) 2019年  
  • 服部凌大, 永井宏樹, 上野一磨, 細田聡史, 西山和孝, 村中崇信
    宇宙航空研究開発機構特別資料 JAXA-SP-(Web) (18-009) 2019年  
  • Yusuke Yamashita, Ryudo Tsukizaki, Yuta Yamamoto, Daiki Koda, Kazutaka Nishiyama, Hitoshi Kuninaka
    Plasma Sources Science and Technology 27(10) 2018年10月16日  査読有り
    © 2018 IOP Publishing Ltd. We report the experimental and simulated azimuthal ion velocities of a gridded ion thruster, which generates a roll torque around the thrust axis. Laser-induced fluorescence spectroscopy was applied to two microwave ion thrusters with opposite magnetic polarities. A comparison of the measured results revealed a net misalignment of the grid optics and showed that the ions are continuously accelerated from inside the discharge chamber towards a direction downstream of the grid optics. To investigate the effect of the electromagnetic field, the authors conducted a two-dimensional particle-in-cell Monte Carlo collision (2D-PIC-MCC) numerical simulation. The numerical simulation agrees with the measurements and reveals that the ions are azimuthally accelerated by a gradient B drift, curvature drift, E × B drift and the Lorentz force. The reproduced roll torque is 3.1 2.3 μNm and arises due to the mechanical tolerance of the grid optics. The roll torque shows good agreement with the result observed in the space operation. Therefore, the roll torque can be predicted by using our experiment and simulation.
  • Giulio Coral, Ryudo Tsukizaki, Kazutaka Nishiyama, Hitoshi Kuninaka
    Plasma Sources Science and Technology 27(9) 095015-095015 2018年9月25日  査読有り
    © 2018 IOP Publishing Ltd. The microwave power absorption efficiency of the μ10 ECR ion thruster, utilized in the Japanese asteroid explorers Hayabusa and Hayabusa2, is investigated in order to allow performance measurement and provide information for its improvement. A model detailing the local electron behavior in a real ECR plasma discharge, based the magnetic field characteristics, is presented. Three methods to evaluate the microwave power absorption efficiency are proposed: an estimation based on the chamber geometry and magnetic field characteristics, a measuremen based on performance parameters and a measurement performed with Langmuir probes. The equations used for each method are analytically derived. The local electron behavior model is confirmed with a Langmuir probe experiment. Measurement of the microwave power absorption efficiency is performed with the two independent methods proposed. Results from the two experiments show good agreement with each other and with the theory. Finally, a diffusion model explaining the different electron temperature distributions observed in the chamber is proposed. The model and experiments clarify the physics behind previously observed performance variations and give valuable hints for future chamber improvement.
  • Mitsuhiro Isaka, Hiroki Nagai, Ryota Hattori, Kazuma Ueno, Satoshi Hosoda, Kazutaka, Nishiyama, Takanobu Muranaka
    SCTC2018: THE 15TH Spacecraft Charging Technology Conference P-B-14 2018年6月  
  • Ryota Hattori, Hiroki Nagai, Kazuma Ueno, Satoshi Hosoda, Kazutaka Nishiyama, Takanobu Muranaka
    SCTC2018: THE 15TH Spacecraft Charging Technology Conference P-B-13 2018年6月  
  • Takanobu Muranaka, Kazuma Ueno, Ryota Hattori, Hiroki Nagai, Mitsuhiro Isaka, Satoshi Hosoda, Kazutaka Nishiyama
    SCTC2018: THE 15TH Spacecraft Charging Technology Conference P-B-12 2018年6月  
  • Yusuke Yamashita, Ryudo Tsukizaki, Yuta Yamamoto, Daiki Koda, Kazutaka Nishiyama, Hitoshi Kuninaka
    2018 Joint Propulsion Conference 2018年  
    © 2018 by the American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc. All rights reserved. This paper is a study to reveal the mechanism of the roll torque in the gridded ion thrusters. Through the space operation of ion thrusters, a small torque is observed around the thrust axis. In order to reveal the mechanism of the roll torque, the authors performed the laser-induced fluorescence and 2DPIC simulation. As a result, the torque of the experiment and the simulation showed good agreement. From the results of experiments and simulation, it was found that the cause of roll torque is drift inside the ion source, the misalignment of the grid, and leakage magnetic field in the ion beam.
  • Kazutaka Nishiyama, Satoshi Hosoda, Ryudo Tsukizaki, Hitoshi Kuninaka
    Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC 2018-October 2018年  筆頭著者
    Copyright © 2018 by the International Astronautical Federation (IAF). All rights reserved. Japan's second asteroid explorer Hayabusa2 was successfully launched on Dec 3, 2014 for sample return from Asteroid 162173 Ryugu by 2020. Four xenon ion thrusters using electron cyclotron resonance discharge propelled the spacecraft for 547 hours during the first year in space. Hayabusa2 completed an Earth gravity assist on Dec 3, 2015 followed by 798 hours and 2,593 hours of ion thruster operations called the first- and second- term transfer delta-V. The spacecraft has completed the third-term transfer delta-v period between January 10, 2018 and June 6, 2018 in which the final 2,475-hour ion thruster operation was executed before the rendezvous with Ryugu. Cumulative operating hours for four ion thrusters are 6,450 h, 11 h, 5,193 h and 6,418 h, respectively. This paper summarizes the 6,515-hour powered flight by the ion engine system producing 1,015 m/s delta-v, thruster performance change trend, roll torques generated during different combinations of ion thrusters operated, and spacecraft surface erosion histories measured by two quartz crystal microbalances located in the vicinity of the thrusters. In parallel to the space flight operation, an engineering model of microwave discharge neutralizer has been under long-duration testing on the ground since 2012 and accumulated 51,000 hours of diode-mode operation as of September 17, 2018.
  • Ryudo Tsukizaki, Yuta Yamamoto, Daiki Koda, Yamashita Yusuke, Kazutaka Nishiyama, Hitoshi Kuninaka
    Plasma Sources Science and Technology 27(1) 2018年1月  査読有り
    © 2018 IOP Publishing Ltd. This paper presents the first laboratory-based study to measure the azimuthal velocities of ions in the beam of a gridded ion thruster. Through the operation of gridded ion thrusters in space, it has been confirmed that these thrusters cause an unexpected roll torque about the ion beam axis. To reveal the physical mechanism that produces this torque, laser-induced fluorescence spectroscopy has been applied to a microwave ion thruster that was installed in Japanese asteroid probes. This technique can be used to measure the azimuthal velocity by estimating the Doppler shift of the Xe II 5p 4()6p 5/2 to Xe II 5p 4()6s 3/2 transition at 834.659 nm. The measurement was conducted without a neutralizer cathode to avoid the possibility of the cathode affecting the trajectory of the ion beam. The measured velocity functions are the sum of the spectra of the high velocity beam ions and those of charge exchange ions. By deconvolving these spectra, the azimuthal velocities were successfully measured and were found to range from -700 to 620 m s-1 with an accuracy of 25%. The measured azimuthal velocity profile was accurately reproduced by the simulated velocity profile obtained using a model, which includes the effects of the maximum possible misalignment of the accelerator grid with respect to the screen grid and the Lorentz force produced by the magnetic field leaked from the discharge chamber. A roll torque of 0.5 ±0.1 μN m about the thrust axis was calculated from the velocity profile, which is lower than that reported in flight data, but additional mechanisms are suggested to explain this discrepancy.
  • 山下 裕介, 月崎 竜童, 山本 雄大, 神田 大樹, 西山 和孝, 國中 均, Yamashita Yusuke, Tsukizaki Ryudo, Yamamoto Yuta, Koda Daiki, Nishiyama Kazutaka, Kuninaka Hitoshi
    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, 神奈川県資料番号: SA6000210061レポート番号: STEP-2017-001
  • 谷 義隆, 神田 大樹, 月崎 竜童, 西山 和孝, 國中 均, Tani Yoshitaka, Koda Daiki, Tsukizaki Ryudo, Nishiyama Kazutaka, Kuninaka Hitoshi
    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, 神奈川県資料番号: SA6000210079レポート番号: STEP-2017-020
  • 井出 舜一郎, 月崎 竜童, 西山 和孝, 國中 均, Ide Shunichiro, Tsukizaki Ryudo, Nishiyama Kazutaka, Kuninaka Hitoshi
    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, 神奈川県資料番号: SA6000210104レポート番号: STEP-2017-047
  • 森下 貴都, 神田 大樹, 月崎 竜童, 西山 和孝, 國中 均, Morishita Takato, Koda Daiki, Tsukizaki Ryudo, Nishiyama Kazutaka, Kuninaka Hitoshi
    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, 神奈川県資料番号: SA6000210108レポート番号: STEP-2017-051
  • 森田 駿也, 谷 義隆, 月崎 竜童, 神田 大樹, 西山 和孝, 國中 均, Morita Shunya, Tani Yoshitaka, Tsukizaki Ryudo, Koda Daiki, Nishiyama Kazutaka, Kuninaka Hitoshi
    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, 神奈川県資料番号: SA6000210110レポート番号: STEP-2017-053
  • 岡 優介, 神田 大樹, 細田 聡史, 月崎 竜童, 西山 和孝, 國中 均, Oka Yusuke, Koda Daiki, Hosoda Satoshi, Tsukizaki Ryudo, Nishiyama Kazutaka, Kuninaka Hitoshi
    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, 神奈川県資料番号: SA6000210125レポート番号: STEP-2017-068
  • 清水 裕介, 西山 和孝, 中野 正勝, 月崎 竜童, 國中 均, Shimizu Yusuke, Nishiyama Kazutaka, Nakano Masakatsu, Tsukizaki Ryudo, Kuninaka Hitoshi
    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 61st 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, 神奈川県資料番号: SA6000210085レポート番号: STEP-2017-027
  • 小澤宇志, 今村俊介, 西山和孝, 田川雅人, 藤田和央
    流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム講演集(CD-ROM) 50th-36th 2018年  
  • 川崎春夫, 今村俊介, 田中悠太郎, 大庭政樹, 細田聡史, 西山和孝, 佐々木雅範
    混相流シンポジウム講演論文集(Web) 2018 2018年  
  • 豊田裕之, 西山和孝, 高島健, 山本高行, 佐藤峻介, 川勝康弘
    宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 62nd 2018年  
  • 西山和孝, 谷義隆, 清水裕介, 細田聡史, 月崎竜童, 神田大樹
    宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 62nd 2018年  筆頭著者
  • 西山和孝, 谷義隆, 清水裕介, 細田聡史, 月崎竜童, 神田大樹
    宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 62nd 2018年  筆頭著者
  • 服部凌大, 永井宏樹, 上野一磨, 細田聡史, 西山和孝, 村中崇信
    宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 62nd 2018年  
  • 江本一磨, 神田大樹, 月崎竜童, 鷹尾祥典, 西山和孝, 國中均
    宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 62nd 2018年  
  • 伊阪光博, 永井宏樹, 服部凌大, 上野一磨, 細田聡史, 西山和孝, 村中崇信
    宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 62nd 2018年  
  • 白川遼, 臼井英之, 三宅洋平, 田川雅人, 西山和孝
    宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 62nd 2018年  
  • 谷義隆, 月崎竜童, 西山和孝, 國中均
    宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 62nd 2018年  
  • 清水裕介, 西山和孝, 月崎竜童, 國中均
    宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 62nd 2018年  
  • 金城富宏, 澤田健一郎, 小川博之, 長野方星, 秋月祐樹, 高島健, 西山和孝, 豊田裕之
    Thermophysical Properties 39th 2018年  
  • 白川遼, 臼井英之, 三宅洋平, 田川雅人, 西山和孝
    日本表面真空学会学術講演会講演要旨集 2018 2018年  
  • 谷口正, 大西隆史, 中野将也, 竹内央, 市川勉, 吉川真, 西山和孝
    宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM) 62nd 2018年  

MISC

 65

書籍等出版物

 2

所属学協会

 1

共同研究・競争的資金等の研究課題

 9