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宇宙材料表面劣化試験

材料

宇宙環境に長期間晒された高分子材料の電気的特性の変化挙動は明らかになっておらず、劣化のメカニズムについても十分に解明されていません。特に、宇宙機外表面を覆う熱制御材料として広く用いられているポリイミドやフッ素樹脂などの高分子材料は宇宙空間のプラズマ、原子状酸素、紫外線、荷電粒子放射線等との相互作用によって劣化し、その結果、望ましくない機械的特性、光学的特性、および電気的特性などの材料物性の変化が生じます。このことから本センターでは、高分子材料などの耐宇宙環境性について研究を行っています。

各種材料物性の評価

材料を使用する場合に評価すべき物性として、機械的特性、光学的特性、および電気的特性などが挙げられ、いずれも宇宙機に使用する場合には重要な特性です。例えば帯電解析ソフトウェアでは、人工衛星表面の帯電とその緩和現象といった、物理現象を良く反映する材料物性の取得が必要です。このため本センターでは、ASTM-D257に基づいた導電率測定と、プローブによる表面電位変化測定を実施し、物性測定と物理現象観測の両面から電気的特性の把握を進めています。
これらの各種材料物性が宇宙環境でどのように変化するか評価し、宇宙機の設計に役立てると共に、宇宙環境に耐え得るものづくりを目指します。

ASTM-D257用導電率測定試料 スペース 表面電位変化測定用試料
ASTM-D257用導電率測定試料   表面電位変化測定用試料

耐宇宙環境性評価

紫外線照射装置
紫外線照射装置

宇宙環境で材料を劣化させる要因の1つとして紫外線が挙げられます。センターでは2005年度より、紫外線照射装置の稼動を開始しました。本装置は紫外線光源として2種類のランプ(重水素ランプおよびキセノンランプ)を選択可能で、試料を真空チャンパー内の温調ステージに設置して照射を実施します。真空チャンバーの到達真空度はおよそ10-4Paです。本装置を用いて、既存および先進材料の耐紫外線性評価を実施しています。また、他の各種宇宙環境要因についても、今後評価を進めていく予定です。

先進材料の研究

センターでは革新的宇宙開発ミッションを支える先進材料の研究を進めています。現在はソーラーセイル膜材の研究をはじめとして、様々な先端材料の宇宙産業への転用についても積極的に取り組んでいます。宇宙産業に興味のある企業の方々はお気軽にご連絡ください。

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