並列タイトル等A three-dimensional MHD analysis for a Magneto Plasma Sail
タイトル（掲載誌）宇宙航空研究開発機構研究開発報告: 磁気プラズマセイルの推力発生メカニズムの解明 = JAXA Research and Development Report: Elucidation of Thrust Generation Mechanism of Magnetic Sail
一般注記磁気プラズマセイル(Magneto Plasma Sail, MPS)とは外惑星探査用の推進システムであり、太陽から放射されている太陽風を、機体の周りに発生させた磁場で受け止めることで推力を発生させる。MPSでは機体からプラズマを噴射することで磁場を拡大させるが、これによりコイルや機体を小さくできると考えられている。このように太陽風を利用することで従来の推進システムより推力、比推力ともに大きくできると考えられている。本研究では、太陽風とMPS周りに発生させた磁場との相互千渉に関する3次元電磁流体(MagRetohydrodynamics, MHD)解析を行い、噴射プラズマと発生する推力の関係について調べた。また、磁場拡大に用いるプラズマの噴射で得られる反力とMPSで得られる推力との比較を通してMPSの有効性について調べた。解析の結果、噴射プラズマの動圧と磁気圧との比であるβ値が大きいほど推力は大きくなるが、低いβ値を用いなければMPSの推力より噴射の反力の方が大きくなってしまう可能性があることがわかった。
A Magneto Plasma Sail (MPS) is a new propulsion system for a deep space mission such as the Voyager. A thrust of MPS is considered to be generated by utilizing the interaction between the solar wind and the magnetic field inflated by plasma injection from the spacecraft. In order to estimate the thrust, we performed magnetohydrodynamic (MHD) simulations including plasma injection. Our results indicate that the thrust of MPS increases with the beta value of the injected plasma. Additionally, from a viewpoint of the thrust performance, the thrust of a MPS is larger than the reaction force generated by the plasma injection under the condition where the beta value is less than 10(exp -4.5).
資料番号: AA0049193002
レポート番号: JAXA-RR-05-014
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
提供元機関・データベース宇宙航空研究開発機構 : 宇宙航空研究開発機構リポジトリ