目次1序論 ............................................................................................................................................... 1
1.1

はじめに ................................................................................................................................. 1

1.2

研究背景 ................................................................................................................................. 1

1.3

帯電現象 ................................................................................................................................. 21.3.1

低軌道における帯電現象[4] ........................................................................................... 2

1.3.2

静止地球軌道における帯電現象[4]................................................................................. 3

1.4

放電現象[4] ............................................................................................................................ 61.5

研究動向 ................................................................................................................................. 9

1.5.1

PASP+ [8] ....................................................................................................................... 9

1.5.2

JAXAによる低温環境下の放電頻度測定試験[9][10] ................................................... 10

1.5.3

JAXAによる低温環境下の放電閾値測定試験[11] ........................................................ 12

1.5.4

NASAによる放電試験[12] ........................................................................................... 151.5.5

JAXAによるチャンバー内部水分量の計測[13] ........................................................... 161.62

研究目的 ............................................................................................................................... 18

試験設備 ...................................................................................................................................... 192.1

低地球軌道環境における試験システム ............................................................................... 192.1.1

真空チャンバー ............................................................................................................ 192.1.2

温度調節系設備 ............................................................................................................ 20

2.1.3

プラズマ源 .................................................................................................................... 242.1.4

四重極質量分析器(Qmass) ........................................................................................... 252.1.5

放電波形・画像取得システム....................................................................................... 26

2.1.6

測定システム全体概要.................................................................................................. 28

2.2

静止軌道環境における試験システム ................................................................................... 29

2.2.1

真空チャンバー ............................................................................................................ 29

2.2.2

温度調節系設備 ............................................................................................................ 29

2.2.3

電子銃・プラズマ源 ..................................................................................................... 32

2.2.4

四重極質量分析器(Qmass) ........................................................................................... 32

2.2.5

放電波形・画像取得システム....................................................................................... 34

2.2.6

測定システム全体概要.................................................................................................. 34

2.3

放電試験用サンプル ............................................................................................................ 35

2.4

表面・体積抵抗測定用の試験システム ............................................................................... 36

2.4.1

真空チャンバー ............................................................................................................ 36

2.4.2

温度調節系設備 ............................................................................................................ 36

2.4.3

ピコアンメータ ............................................................................................................ 37

2.4.4Quick coater ................................................................................................................. 38

2.4.5

試験サンプル ................................................................................................................ 382.4.6

測定システム全体概要.................................................................................................. 41

3

実験方法 ...................................................................................................................................... 43
3.1

温度変化を考慮した低地球軌道模擬環境下試験 ................................................................. 43

3.1.1

放電頻度・脱ガス測定試験 .......................................................................................... 43

3.1.2

太陽電池サンプルへのXe付着確認試験 ....................................................................... 473.2

温度変化を考慮した静止軌道模擬環境下試験 .................................................................... 50

3.2.1
3.3

4

カバーガラス抵抗測定試験.................................................................................................. 573.3.1

表面抵抗測定試験 ......................................................................................................... 573.3.2

体積抵抗測定試験 ......................................................................................................... 623.3.3

表面・体積抵抗測定試験(放電試験手順)...................................................................... 65

実験結果 ...................................................................................................................................... 69
4.1

温度変化を考慮した低地球軌道模擬環境下試験 ................................................................. 69

4.1.1

放電頻度・脱ガス測定試験 .......................................................................................... 69

4.1.2

太陽電池サンプルへのXe付着確認試験 ....................................................................... 774.2

温度変化を考慮した静止軌道模擬環境下試験 .................................................................... 81

4.2.1
4.3

5

放電頻度測定試験 ......................................................................................................... 81

カバーガラス抵抗測定試験.................................................................................................. 834.3.1

表面抵抗測定試験 ......................................................................................................... 83

4.3.2体積抵抗測定試験 ......................................................................................................... 844.3.3

表面・体積抵抗測定試験(放電試験手順)...................................................................... 85考察 ............................................................................................................................................. 87
5.1

低温時のサンプルへの物質吸着 .......................................................................................... 875.2

温度によるカバーガラス抵抗率変化の放電への影響(静止軌道) ........................................ 89

5.2.1

漏れ電流と流入電流による簡易帯電限界予測 ............................................................. 89

5.2.2

帯電限界予測プログラムにおけるカバーガラス周辺の入出電流の定義 ..................... 90

5.2.3

帯電限界予測プログラム概要....................................................................................... 94

5.2.4

帯電限界予測プログラムの解析結果と影響検討 ......................................................... 985.3

温度によるカバーガラス抵抗率変化の放電への影響(低地球軌道) ................................... 100

5.3.1
5.4

6

放電頻度測定試験 ......................................................................................................... 50

漏れ電流と流出入電流量による簡易帯電限界予測 .................................................... 100

現状の課題と改善案 .......................................................................................................... 101

5.4.1

帯電過程と放電過程 ................................................................................................... 101

5.4.2

温度変化による放電過程への影響検討試験一例 ....................................................... 101

5.4.3

温度変化による太陽電池へのXe付着確認試験一例 ................................................... 102

まとめと今後の予定.................................................................................................................. 103
6.1

まとめ ................................................................................................................................ 103

6.2

今後の予定 ......................................................................................................................... 104

7

参考文献 .................................................................................................................................... 105

8

謝辞 ........................................................................................................................................... 107

9

付録 ........................................................................................................................................... 108