宇宙空間での超伝導実験（superconductivity）
非常に温度が低い時もあれば、非常に高い温度の時もある
一 般的には,超電導を利用するには宇宙においても能動的冷却が必要 とな る。
確かに、太陽の光を浴びなければ、宇宙はとても寒い場所です。すべての反射光を避けることができれば、原理的にはマイクロ波背景の2.7Kの温度まで冷やすことができ、これは超伝導体を使用するのに十分な温度です。これは超伝導体を使用するのに十分な温度ですが、ほとんどの衛星を運用するには現実的な方法ではありません。
電磁カタパルトは、海軍航空母艦からの電磁波発射、電磁砲、その他の電磁波指向エネルギー兵器システムなど、大きな関心を呼び、その応用が期待されている。現在、電磁カタパルトの多くは、パルス電源技術に基づいています。しかし、制御回路の複雑さ、エネルギー伝達効率の低さ、発射間隔の長さなどの課題を抱えており、電磁カタパルトの開発には限界がある。本研究では、複雑なパルス電源システムを回避し、作動性能を向上させ、発射間隔を短縮できる新しい超電導電磁石カタパルトを提案した。さらに、単独またはパルス電源技術に基づく現行の電磁石カタパルトと組み合わせて使用することで、作業性能を向上させることができる。提案する超電導電磁石カタパルトの動作原理を検証するために、実験とシミュレーションを実施した。
ちょ、超電磁マシン？
第2世代高温超伝導体を用いた磁場印加型マグネトプラズマダイナミックスラスター 第2世代高温超伝導体による磁場印加型スラスター
宇宙空間での超電導実験に関しては、主に地球の重力が及ぼす影響を排除して超電導現象を研究する目的で行われています。地上の実験室とは異なる、微重力環境での超電導物質の性質や振る舞いを調査することで、超電導理論の理解を深めたり、実用的な超電導材料の開発に寄与することが期待されています。
過去に実施された具体的な実験には以下のようなものがあります：
国際宇宙ステーション(ISS)での超電導実験：ISSの微重力環境を利用して、超電導材料の成長過程や物性を観察する実験が行われています。例えば、超電導体内での磁束の挙動や、超電導転移温度の変化などが研究されています。
宇宙空間でのクールダウン実験：超電導体を使用する際、その性能を最大限に引き出すためには低温環境が必要です。宇宙空間でのクールダウン技術に関する実験も行われており、地球上よりも効率的な冷却方法の開発が進められています。
材料科学実験：微重力環境は、超電導材料の成長や結晶構造に影響を与える可能性があります。宇宙空間での材料科学実験は、より高品質な超電導材料の合成に向けた知見を提供しています。
これらの実験は、超電導技術の未来に向けた基礎研究として重要な意味を持ちます。特に、エネルギー効率の向上や量子コンピューティング分野での応用など、実用化に向けた研究開発が活発に行われています。
一つの具体例は、NASAが行った高温超電導宇宙実験（HTSSE）です。この実験では、高温超電導デバイスやコンポーネント（主に受動型のマイクロ波およびミリ波コンポーネント）が宇宙環境での生存能力と宇宙システムの運用改善の可能性を示すことを目的として、1992年に宇宙へ打ち上げられました
宇宙における高温超電導デバイスとコンポーネントの実験について述べる。様々なデバイス（主に受動的なマイクロ波とミリ波コンポーネント）が調達され、極低温冷凍システムおよびデータ収集システムと統合されて宇宙パッケージを形成し、1992年後半に打ち上げられる予定である。この宇宙実験によって、この技術が宇宙環境を生き抜くのに十分堅牢であること、またこの技術が宇宙システムの運用を大幅に改善する可能性があることを実証することが期待されている。最初の打ち上げのための装置は、電気的、熱的、機械的に評価され、1991年の早い時期に最終的な宇宙パッケージに組み込まれる予定である。デバイスの性能を要約し、宇宙システムにおけるこの技術の応用の可能性を概説する。
60～80 K では、通信アプリケーション用の高温超電導（HTS）マイクロ波デバイスから大きな性能向上が可能である。高温超電導宇宙実験Ⅱ（HTSSEⅡ）は、宇宙で8つのHTS実験を最長3年間実施する予定である。HTSSE IIは、HTS技術の宇宙への最初の応用である。HTSデバイスの実証に加え、重要な副次的目標は、長寿命のHTS宇宙アプリケーションに必要な極低温技術を実証することである。HTSSE IIは、7つのHTS実験からなる中央極低温バスを冷却するために、ブリティッシュ・エアロスペース社の80Kスターリングサイクル冷凍機を利用し、さらにTRW社のスターリングサイクル冷凍機で冷却された独立型のHTS実験があります。HTSSE IIフライトユニットは組み立てが完了し、振動試験と熱真空環境試験に合格しました。HTSSE II は、固定予算、24 ヶ月の短期間で開発され、1997 年 3 月に ARGOS に搭載され打上げられる予定である。本論文では、極低温サブシステムの設計と試験結果、クライオクーラーの統合、および極低温同軸ケーブルI/Oアセンブリについて述べる。
お願い致します