Research Institute for Sustainable Humanosphere

共同研究

2012(平成24) 年度 生存圏科学 ミッション研究 15

研究課題

導電性木質炭素化物の低軌道宇宙環境耐性向上に関する研究

研究組織

 代表者 田川雅人 (神戸大学大学院工学研究科)
 共同研究者 俊充 (京都大学生存圏研究所)
小嶋浩嗣 (京都大学生存圏研究所)
梶本武志 (和歌山県工業技術センター)
関連ミッション
  • ミッション 3 (宇宙環境・利用)
  • ミッション 4 (循環型資源・材料開発)

研究概要

高度 200–700 km の低地球軌道(Low Earth Orbit, LEO)では宇宙機の表面材料は原子状酸素(Atomic Oxygen, AO)等の複合宇宙環境下で急速な劣化を生じることが知られている。一般的な宇宙機では、熱制御材料としてポリイミドやフッ素系の高分子に保護コーティングを施した材料を使用しているが、保護コ―ティングは微少亀裂等により十分にその性能を発揮できない例が報告されている。一方、炭素材料は電気伝導性、軽量で高強度などの特性をもち LEO における使用が可能であると考えられる。木材を原料とする木質炭素化物についても宇宙環境で必要とされる様々な機能を有しており、耐環境性能を付与できれば LEO を周回する宇宙機の機能性材料として適用できる可能性がある。

本研究は木質炭素化物へ極限宇宙環境における耐酸化性を付与するための技術開発を行うことを第 1 目標とするものである。具体的にはチャージアップ防止のため導電性を付与した機能性木質炭素化物に Si を混合することにより、保護コーティングに頼らない耐宇宙環境性を付与する。宇宙環境下で原子状酸素により Si が酸化膜を形成することで自己修復機能を有する機能性木質炭素化物を開発する。また、スパッタリング等による Si-DLC 層の形成効果についても評価を行う。これらの試料に対して地上模擬環境試験により耐宇宙環境性の評価を行い、木質炭素化物の宇宙適用の道筋を開く。

田川雅人: 2012(平成24)年度 生存圏ミッション研究 写真

田川雅人: 2012(平成24)年度 生存圏ミッション研究 図

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2012年7月17日作成

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