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June 15, 2010

はやぶさ、イオンエンジン

今回のはやぶさは、イオンエンジンがウリのようですな

はやぶさ支えた技術、受注に弾み NEC開発のエンジン

 7年ぶりに地球に帰還した小惑星探査機「はやぶさ」。数々の深刻なトラブルを乗り越え、回収カプセルの帰還という成果を支えたのが、NECの人工衛星技術だ。同社は今回の成功を機に、宇宙事業の展開に弾みをつけたい考えだ。
 NECは宇宙航空研究開発機構から、はやぶさの開発や製造、運用を100億円弱で請け負った。今回最大の成功は「イオンエンジン」と呼ばれる、新しいエンジンの信頼性が証明されたことだ。
 イオンエンジンは、キセノンを電気の力でイオン化し、高速で噴射して推進力を生み出す仕組み。従来の化学エンジンより効率が良いことはわかっていたが、今回、宇宙で超長時間航行ができることが実証された。
 今回の航行では、別に積んでいた化学エンジンから燃料が漏れ、はやぶさと地球の通信が不能になるトラブルが発生した。その結果、帰還が遅れ、イオンエンジンは「寿命」より長い時間、使われることになった。

子供百科のようなものにもイオンエンジンというのが書かれていたと野尻先生などはおっしゃっているのですが、アマサイはてんで記憶にありません。
(ここでも本当に物理学者になる乙女とアマサイとの差が。。。)

JAXAはやぶさのイオンエンジン

NECチームはやぶさの挑戦

堀内:例えば2005年11月に2回目のイトカワへのタッチダウンを行った後、化学推進スラスターが燃料漏れで全部使えなくなりました。その状態で姿勢制御を行うということになって、イオンエンジンの燃料であるキセノンを中和器からガスを噴射して、姿勢を制御しました。そんなことは事前には全然考えていなかった使い方です。 そもそも、正常な運転状態では、中和器から噴くガスで推力が発生しちゃいけないんです。だから発生する推力もたったマイクロニュートン単位ですし、ロケットの性能指標である比推力もお話にならないぐらい小さいのです。ところが、それで姿勢をたて直してしまった。こんな使い方は、打ち上げ前はおろか、このトラブルに直面するまで考えもしませんでした。
宇宙開発はニューフロンティアですから、確実なものなど何もありません。しかし、開発者があり得ない、と断言する状態ですから、想像を絶する困難さですね。

特許検索すると東芝さんの方が多いのですが。堀内さんの発明を1つ書いておきます(アマサイはこの分野に不案内なので、優れた発明なのか否かまではわかりません)。

■特開平9-209914
【公開日】平成9年(1997)8月12日
【発明の名称】イオンエンジン
【出願日】平成8年(1996)1月30日
【出願人】日本電気株式会社
【発明者】堀内 康男
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【要約】【課題】 アクセルグリッドへのイオン衝突に基づくイオンインピンジメント電流を少なくしてホールアライメントに沿うイオンビームを得ることにより、性能が良く寿命の長いイオンエンジンを得る。
【解決手段】 アクセルグリッド9の開口部94の周囲に分割した加速電極91,92を備え、これらに別々の電源61,62にて電圧を加え、イオンビームを静電的に開口部94の中心に絞り込ませ、また、アクセルグリッド9を微小位置制御してイオンビームのホールアライメント調整をした。
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【特許請求の範囲】
【請求項1】 放電室内に生成されたプラズマ中のイオンを抽出するスクリーングリッドとこのスクリーングリッドとの間で電位差を有するアクセルグリッドとを有するイオンエンジンにおいて、前記アクセルグリッドの開口部周囲に加速電極を分割して備え、この分割した加速電極それぞれを別々のアクセル電源に接続したことを特徴とするイオンエンジン。
【請求項2】 前記スクリーングリッドに接続されたスクリーン電源と前記分割した加速電極それぞれに接続された別々のアクセル電源とを制御する電源制御回路と、前記別々のアクセル電源の各イオンインピンジメント電流を検出する電流検出回路とを備え、更に前記イオンインピンジメント電流の差にて前記電源制御回路を制御する機能を有するエンジン制御器を有することを特徴とする請求項1記載のイオンエンジン。
【請求項3】 前記アクセルグリッドには微小位置制御装置を備えたことを特徴とする請求項1に記載のイオンエンジン。
【請求項4】 前記アクセルグリッドに備えられた微小位置制御装置と、前記電源制御回路との少なくとも一方を、前記電流検出回路によって検出したイオニンピンジメント電流の差に基づき制御することを特徴とする請求項2記載のイオンエンジン。
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H09209914

コンシューマー製品だと、アップルとかアジア企業に負けちゃうけど、産業機械、宇宙衛星なんかは思いっきし、性能を追求できるじゃん。いえ、皮肉のつもりはありませんがっ。


これを機に宇宙開発に予算がつくといいんだが。今日も宜しくお願いします。人気blogランキング・自然科学にぷちっとな。【押す】
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