テクノロジー・材料
5G電磁波ロケットの推力生成・効率の定量的計測に成功 ～超低コストなロケット打上げ技術の実現に前進～
筑波大学 システム情報系の嶋村耕平助教および同プラズマ研究センターの假家強准教授らの研究グループは、5Gの周波数(28 GHz)の電磁波を用いて電子レンジの約500倍の出力(250 kW)でロケットの推力生成に成功し、ワイヤレス給電効率を含めた総合推進効率を測定しました。
マイクロ波ロケットは化学燃料を用いない全く新しい推進システムであり、地上から「ワイヤレス」でマイクロ波をロケットに送ることで、ロケット搭載燃料を理論上はほぼ0にすることが可能です。しかしながら、大電力のマイクロ波を瞬時に計測する手法が無く、マイクロ波ロケットへのワイヤレス給電効率を直接的に計測することは困難でした。
本研究では、独自に開発した「レクテナ回路」を用いることで、ロケット内部の大電力マイクロ波を計測することが可能となりました。実験により、900 mmの送電距離における、推進機と発振器間の送受電効率は14 %、コンセントから推進機までの効率は約6 %であることなどを、初めて定量的に明らかにしました。
図 電波シールドルーム内でのマイクロ波ロケット推力測定実験（左上）、使用したマイクロ波ロケット（右上）、推力測定実験模式図と測定結果（下）
マイクロ波ロケットは化学燃料を用いない全く新しい推進システムであり、地上から「ワイヤレス」でマイクロ波をロケットに送ることで、ロケット搭載燃料を理論上はほぼ0にすることが可能です。しかしながら、大電力のマイクロ波を瞬時に計測する手法が無く、マイクロ波ロケットへのワイヤレス給電効率を直接的に計測することは困難でした。
本研究では、独自に開発した「レクテナ回路」を用いることで、ロケット内部の大電力マイクロ波を計測することが可能となりました。実験により、900 mmの送電距離における、推進機と発振器間の送受電効率は14 %、コンセントから推進機までの効率は約6 %であることなどを、初めて定量的に明らかにしました。
図 電波シールドルーム内でのマイクロ波ロケット推力測定実験（左上）、使用したマイクロ波ロケット（右上）、推力測定実験模式図と測定結果（下）
