九大、レーザー核融合ロケット実現に向けたプラズマの噴出制御に成功

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九州大学は2017年10月27日、大阪大学レーザー科学研究所などと協力し、プラズマロケット磁気ノズルのレーザー生成プラズマ噴出方向の制御に成功したと発表した。

レーザー核融合ロケットは、磁場で核融合プラズマを制御して、後方に噴出することで推力を得る。そのエネルギー量は、従来の化学ロケットと比較して、単位質量あたり7桁ほど大きく、将来の惑星間・恒星間航行の有力候補とされる。一方、核融合ロケットの実際的な運用では、目的地を通り過ぎないように推力の方向を変化させる必要がある。

そこで研究グループは、 4つのコイルを組み合わせて磁気ノズルを形成し、コイルに流す電流強度を制御。非対称な磁場構造を作っておくことで、排出されるプラズマの伝搬方向を制御する手法を開発した。この手法では、4コイル駆動、上部3コイル駆動など、駆動させるコイルを変えることでプラズマの噴出方向を制御。数値シミュレーションによって実証可能であることを確認し、大阪大学レーザー科学研究所のEUVデータベースレーザーにより、実験的にも実証した。

4つのコイルを組み合わせた磁気ノズル

研究グループは、さらに100倍のエネルギーを持つ大型レーザー(激光XII号)の実験も実施。今後は、実機で想定される、さらに1000倍のエネルギーを用いたプラズマロケット磁気ノズルの原理実証を目指すとしている。

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