磁気プラズマセイルの3次元MHD解析

Material type: 文書・図像類

Author: 永田, 靖典ほか

Publisher: 宇宙航空研究開発機構

Publication date: 2006-01-31

Material Format: Digital

Capacity, size, etc.: -

NDC: -

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Note (General)：: 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...

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Material Type: 文書・図像類
Title: 磁気プラズマセイルの3次元MHD解析
Author/Editor: 永田, 靖典
大津, 広敬
Nagata, Yasunori
Otsu, Hirotaka
Author Heading: 永田, 靖典
大津, 広敬
Nagata, Yasunori
Otsu, Hirotaka
Publication, Distribution, etc.: 宇宙航空研究開発機構
Publication Date: 2006-01-31
Publication Date (W3CDTF): 2006-01-31
Alternative Title: A three-dimensional MHD analysis for a Magneto Plasma Sail
Periodical title: 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
No. or year of volume/issue: JAXA-RR-05-014
Volume: JAXA-RR-05-014
Pages: 9-16
ISSN (Periodical Title): ISSN : 1349-1113
Text Language Code: jpn
Subject Heading: 磁気プラズマセイル
太陽風
推進
電磁流体力学
プラズマジェット
推力
磁気セイル
3次元流
ダイポール磁場
MUSCL法
ベータ値
magneto plasma sail
solar wind
propulsion
magnetohydrodynamics
plasma jet
thrust
magnetic sail
three dimensional flow
dipole magnetic field
MUSCL method
beta value
Target Audience: 一般
Note (General): 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
Access Restrictions: 限定公開
Periodical Title (NCID): AA1192675X
https://ci.nii.ac.jp/ncid/AA1192675X
Data Provider (Database): 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）
https://irdb.nii.ac.jp
Original Data Provider (Database): 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