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 准教授
- 学位
- 博士(工学)(2013年3月 東京大学)
- 研究者番号
- 70720697
- ORCID ID
https://orcid.org/0000-0002-6265-1672
- J-GLOBAL ID
- 202001010789612597
- researchmap会員ID
- R000013995
経歴
7-
2021年11月 - 現在
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2013年8月 - 2021年10月
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2016年9月 - 2017年10月
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2013年4月 - 2013年7月
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2010年4月 - 2013年3月
学歴
4-
2010年4月 - 2013年3月
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2008年4月 - 2010年3月
-
2004年4月 - 2008年3月
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2000年4月 - 2003年3月
委員歴
3-
2023年4月 - 現在
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2022年4月 - 2024年3月
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2019年4月 - 2020年3月
受賞
15-
2024年5月
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2021年4月
-
2020年12月
論文
72-
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.
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AIP Advances 14(6) 2024年6月1日 査読有りAn understanding of the degradation mechanism of a microwave discharge cathode is the key to extending the lifetime of microwave ion thruster systems. This study investigates the effect of nozzle contamination by sputtered Ag-polytetrafluoroethylene (PTFE) on microwave discharge cathode performance. The current–voltage characteristics were measured for nominal and contaminated (by PTFE spray with 0.2 µm thick or tape with 0.15 mm thick) cathodes. The contamination thickness and area on the nozzle were varied to investigate the characteristic differences. It was confirmed that the anode voltage increased by 20 V or more in the case of the contaminated cathode. The anode voltage was measured for the sputter-contaminated cathode to evaluate the effect of contamination under more realistic conditions. After 630 h of sputter-contamination operation, it is estimated that sputtered particles were deposited to a thickness of 77 µm at most, and the anode voltage increased by 8 V. The results show that the downstream surface of the nozzle is critical for maintaining cathode performance. The insulating coating formed by the sputtered PTFE may interfere with ion absorption and degrade electron emission capability. A theoretical model based on the extended Brophy model supports these results. This study provides important information for the use of PTFE-based materials around ion thrusters.
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Acta Astronautica 2024年5月 査読有り
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Vacuum 220 112760-112760 2024年2月 査読有り
-
Acta Astronautica 212 130-138 2023年11月 査読有り
MISC
110-
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 In the 3D-printed resistojet that the authors are working on, it is necessary to provide an electrical contact point at a high temperature part considering the limitations in 3D printing. So far, we have made some prototypes of flat contact type, tapered contact type, and screw type. In addition, as a new attempt, we also describe design guidelines for banana plug type that contact with radial surface pressure. 資料番号: SA6000184068 STEP-2022-016
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日本航空宇宙学会誌 = Aeronautical and space sciences Japan 70(10) 214-217 2022年10月
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PROCEEDINGS OF THE JAPAN ACADEMY SERIES B-PHYSICAL AND BIOLOGICAL SCIENCES 98(6) 227-282 2022年6月Presented here are the observations and interpretations from a comprehensive analysis of 16 representative particles returned from the C-type asteroid Ryugu by the Hayabusa2 mission. On average Ryugu particles consist of 50% phyllosilicate matrix, 41% porosity and 9% minor phases, including organic matter. The abundances of 70 elements from the particles are in close agreement with those of CI chondrites. Bulk Ryugu particles show higher delta O-18, Delta O-17, and epsilon Cr-54 values than CI chondrites. As such, Ryugu sampled the most primitive and least-thermally processed protosolar nebula reservoirs. Such a finding is consistent with multi-scale H-C-N isotopic compositions that are compatible with an origin for Ryugu organic matter within both the protosolar nebula and the interstellar medium. The analytical data obtained here, suggests that complex soluble organic matter formed during aqueous alteration on the Ryugu progenitor planetesimal (several 10's of km), <2.6 Myr after CAI formation. Subsequently, the Ryugu progenitor planetesimal was fragmented and evolved into the current asteroid Ryugu through sublimation.
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令和3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 2022 Symposium on Laboratory Experiment for Space Science 2022年2月令和3年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム(2022年2月28日-3月1日. オンライン開催) 2022 Symposium on Laboratory Experiment for Space Science (February 28-March 1, 2022. Online Meeting) 資料番号: SA6000178002 レポート番号: 2
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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) 非化学推進優秀学生賞 資料番号: SA6000173064 STEP-2021-025
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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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Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC C4 2021年JAXA’s asteroid explorer Hayabusa2 completed its operation near the asteroid 162173 Ryugu, which started in June 2018, and carried out a maneuver away from the asteroid on November 13, 2019. In the outbound operation, the total delta-v performed by its ion propulsion was about 1,015 m/s, the space powered flight time reached 6,515 hours, 24 kg of propellant xenon was consumed, and 42 kg remained. On the return trip, 2,400 hours of operation was carried out in two parts, from December 2019 to February 2020 and from May to August 2020. Trajectory correction maneuver TCM-0 was carried out with one ion thruster from September 15 to 17, 2020, which was the last operation of the ion engine system, followed by several TCMs by chemical propulsion. The capsule returned to Earth on December 6, 2020. The total delta-v in the round trip was about 1.3 km/s, and the powered flight time was 9,398 hours. After consuming 31 kg of propellant xenon, 35 kg remained, a series of close flyby with an L-type asteroid 2001 CC21 in 2026 and rendezvous with a fast rotator asteroid 1998 KY26 in 2031 has been proposed as an extended mission of Hayabusa2 and its ion engine were restarted on January 5, 2021. The cumulative operating times for the four ion thrusters are 6,996, 2,880, 9,220, and 8,941 hours, respectively. 12,632-hour powered flight by the ion engine system produced about 1.7 km/s delta-v. An engineering model of Hayabusa2 neutralizer has been subjected to ground durability tests since the summer of 2012 prior to launch. 75,277 hours have passed by the end of September 2021, and it is still operating without failure and testing is ongoing.
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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)資料番号: SA6000160089レポート番号: STEP-2020-053
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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)資料番号: SA6000160088レポート番号: STEP-2020-052
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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)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)資料番号: SA6000160081レポート番号: STEP-2020-045
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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)資料番号: SA6000160080レポート番号: STEP-2020-044
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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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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: 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: SA6000147068レポート番号: STEP-2019-019
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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, 神奈川県資料番号: SA6000139029
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Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC 2019-October 2019年Copyright © 2019 by the International Astronautical Federation (IAF). All rights reserved. An MPD (Magneto-Plasma-Dynamic) thruster requires the input of a large amount of power, 100 kW to 1 MW, and it is difficult to operate in a steady state. Therefore, MPD thrusters are operated in quasi-steady state with a pulse generated by a PFN (Pulse Forming Network). However, there are two ambiguities regarding the steady state of the discharge. First, the discharge time of a PFN, typically 0.5 to 1.0 ms, is insufficient to quantitatively verify discharge steady state. Second, the unsteady region at the end of a discharge can lead to error in the evaluation of the steady state of the entire discharge. In this presentation, we propose a pulsed power supply which generates more rectangular pulses that are several longer and fewer unsteady regions than those of a PFN to evaluate the quasi-steady state of an MPD thruster. In an operation test with a 1.0 ms discharge, the unsteady regions was reduced from 0.532 to 0.085 ms, and the flat-top region which should be evaluated was increased from 0.393 to 0.880 ms. Therefore, the ratio of the evaluation time to the discharge time was improved from 42% to 91%. Using the power supply, we operated an MPD thruster and obtained the discharge time characteristics of the discharge waveform and the thrust performance by sweeping the discharge time from 1.0 to 5.0 ms. As a result, the discharge current was maintained at 900 ± 100 A for each discharge time and the thrust was in the range of 0.3 ± 0.02 N, which is interpreted as being constant. These results confirm the quasi-steady state of the MPD thruster operation from 1.0 to 5.0 ms. In addition, we also investigated the influence of residual gas in a vacuum chamber on the quasi-steady state by sweeping gas supply timing.
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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, 神奈川県資料番号: SA6000136057レポート番号: STEP-2018-001
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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, 神奈川県資料番号: SA6000136058レポート番号: STEP-2018-002
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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, 神奈川県資料番号: SA6000136075レポート番号: STEP-2018-019
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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, 神奈川県資料番号: SA6000136102レポート番号: STEP-2018-047
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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.
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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, 神奈川県資料番号: SA6000210061レポート番号: STEP-2017-001
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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, 神奈川県資料番号: SA6000210079レポート番号: STEP-2017-020
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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, 神奈川県資料番号: SA6000210085レポート番号: STEP-2017-027
書籍等出版物
3-
Elsevier 2022年 (ISBN: 9780323997317)
担当経験のある科目(授業)
4-
2022年12月 - 2023年1月推進エネルギー変換工学 (東京大学大学院 新領域創成科学研究科)
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2021年9月 - 2022年2月エネルギー推進工学特論 (東京大学大学院 新領域創成科学研究科)
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2021年9月 - 2021年11月エネルギー推進工学特論 (東京大学)
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2013年9月 - 2016年3月地球と宇宙 (駒沢女子大学)
所属学協会
3-
2011年7月 - 現在
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2009年9月 - 現在
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2008年4月 - 現在
共同研究・競争的資金等の研究課題
7-
日本学術振興会 科学研究費助成事業 2023年4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 - 2027年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究(A) 2017年4月 - 2021年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究(B) 2014年4月 - 2017年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(A) 2010年4月 - 2015年3月
学術貢献活動
1メディア報道
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J-WAVE JK Radio Tokyo United https://www.j-wave.co.jp/original/tokyounited/archives/the-hidden-story/2021/02/19-111253.html 2021年2月 テレビ・ラジオ番組