黑料网大学院工学研究科の西川原 理仁 准教授らの研究グループは、宇宙航空研究開発機構(JAXA) 研究開発部門第二研究ユニットの宮北 健 主任研究開発員と豊橋技術科学大学大学院工学研究科の瀬下 玄輝 博士前期課程学生、横山 博史 教授、柳田 秀記 名誉教授との共同研究で、月面ローバが2週间の寒い夜を超えるためのヒートスイッチデバイスを新たに开発しました。
近年、国际的な开発竞争が激しくなっていている月探査の中で、月面ローバによる探索活动は、人类の活动领域の拡大など持続的な月探査の中心的役割と位置づけられ、非常に重要な役割を担っています。
月は２週间ごとに昼と夜が入れ替わり、月面ローバは昼の太阳が当たる时は100℃、夜の阴になる时は-190℃と、大きな温度差の环境の下で活动することが求められます。そのため、月面ローバに搭载される电子机器を适切な温度に维持するために昼は放热し、夜は保温するヒートスイッチ技术が必要です。さらに月面ローバは使用可能なエネルギーが限られるため、省エネルギーでの动作も同时に求められます。
本研究では、低消费电力で冷媒の流动を制御可能な电気流体力学ポンプを新たに开発し、无电力で高効率な放热ができるループヒートパイプ注3）と組み合わせることで、昼は無電力で放熱し、夜は低消費電力で極寒環境との断熱ができる热制御デバイスを開発し、実験室環境での実証に成功しました。本技术によって极寒の夜を耐えることができる月面ローバによる长期的な月探査活动の実现が期待されます。
本研究成果は、2024年5月１７日付エルゼビアのジャーナル「Applied Thermal Engineering」に掲載されました。
?月面ローバ注1）の新しい热制御技術を開発
?月探査の越夜のためのヒートスイッチ技术を开発
?电気流体力学注2）ポンプによる尘奥（ミリワット）级の超低消费电力な方法によってヒートスイッチ机能を実験室にて実証
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注1）月面ローバ：
月表面を、探査することができる探査车。月面の地质?资源の调査などを広い范囲で行うことができる。
注2）电気流体力学(贰贬顿)：
絶縁性液体に高い电圧を印加すると流动が起きる现象。电极を流路に配置するだけでポンプができる。详しくはこちら。
注3）ループヒートパイプ（尝贬笔）：
多孔体内で生じる毛细管力を駆动力とし、电力を用いずに小さな温度差で热を长距离输送できる热输送デバイス。详しくはこちら。
雑誌名：Applied Thermal Engineering
論文タイトル：Demonstration of heat switch function of loop heat pipe controlled by electrohydrodynamic conduction pump
著者： Masahito Nishikawara(NU), Takeshi Miyakita(JAXA), Genki Seshimo(TUT), Hiroshi Yokoyama(TUT), Hideki Yanada(TUT)
DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2024.123428
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