宇宙の極限環境への挑戦　−九州工業大学ＳＶＢＬ−

　　　九州工業大学　　陣内靖介

◆はじめに

◆教育研究

(１)先端機能材料

超真空対応トライボ材料開発装置　

　流体による潤滑手法が採用できない宇宙のような高真空下でのトライボ問題は材料自体の特性に依存するなど地上とは異なる対応が必要です。研究ａ)では連続成分分析可能な高真空往復摺動試験装置を用いて自己潤滑現象の安定発現条件を調べ，高真空という環境を逆に利用した自己修復機能を持つ新しいトライボ材料開発のための基礎の確立を目指しています。ｂ)は高硬度で高温酸化特性の良い複合窒化膜の開発を，c)はシリコン融液を対象に表面張力の温度・不純物依存性を調べ，マランゴニ対流の解明を目指した研究です。

(２)軽量化輸送システム
　超軽量構造材の加工法，大型真空/減圧室を用いた新しい高高度・高速輸送法，高速ターボ機械の研究等輸送コストの低減化や未来の輸送・搬送システムの創造に必要な基盤技術の研究を行います。今のテーマは

ａ)マスムーブメントコンベヤ

ｂ)水平管における粉流体の低速空気輸送

ｃ)乱流制御に関する基礎および応用研究

ｄ)高速ミニ・ターボポンプの高性能化

ｅ)ディフューザポンプの動静翼干渉による脈動

ｆ)特殊環境下での燃焼

ｇ)YAGレーザーによるセラミック材料の加工

ｈ)金属材料のレーザー溶接

ｉ)レーザー溶接利用の欠陥検出自動化システム

　低圧燃焼実験装置

(３)柔軟構造系制御システム
　宇宙構造物は打上げ重量の制約から必然的に軽量かつ柔軟なものになり，しかも自分を支える地面のような固定点を持たないために，その動解析や制御には固有の難しさがあります。部品等も軽量化，高性能化のためにしばしば複雑かつ効率的な機械加工が要求されます。各種の作業ロボットや工作機械も高速化・精密化を追求していくと柔軟構造物としての取扱いが必要になります。このような問題を取扱う分野で，関連したテーマとして

テザー衛星用試作リール　

(４)閉鎖系生体維持システム
　宇宙ステーションのような閉じた空間内で生命を維持するためのエネルギーと物質収支をバランスさせるシステムや超高速で衝突するスペースデブリのような外界の障害からその空間を防護する方法などの開発を目的とし

ａ)反応を利用した閉鎖生態系生命維持装置

ｂ)耐衝構造に関する基礎実験

超高速衝突実験装置　

◆施設・設備

１階：

柔軟構造物実験室(１〜３階吹抜243m²)，レーザー実験室(35m²)，軽構造材開発準備室，輸送システム実験室(86m²)，恒温高湿室(16m²)，恒温室(12m²)，資料室(兼事務室33m²)

２階：

トライボ材料開発室(77m²)，超高速衝突実験室(75m²)，データ解析室(81m²)

３階：

高温融体実験室(81m²)，閉鎖生態系実験室(50m²)，セミナー室(80m²)，客員教官室(25m²)

　主な実験設備は原子間力顕微鏡，高温融融体物性測定装置，超真空対応トライボ材料開発装置，３次元熱線流速計システム，３次元非定常流計測システム，低圧燃焼実験装置，ＹＡＧレーザー加工装置(２kW)，振動試験装置(１t)，光学式３次元位置測定装置，水中ロボット用水槽(２x２x３m³)，バーチャルリアリティシステム，５軸制御マシニングセンタ，超高速衝突実験装置などです。

◆おわりに

(じんのうち・やすすけ)