研究経歴 【 表示 ／ 非表示 】

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• 半導体プロセス用容量結合型プラズマ源の粒子計算モデル(PIC-MCC)構築

  研究期間：

• 磁気ノズルによるプラズマ加速

  研究期間：

• マイクロ波放電式マイクロイオン推進機の粒子計算モデル(PIC-MCC)構築

  研究期間：

• 誘導結合型プラズマ源を用いた静電加速型マイクロイオン推進機の研究開発

  研究期間：

• イオン液体を利用したエレクトロスプレー式マイクロスラスタの研究開発

  研究期間：

著書 【 表示 ／ 非表示 】

著書 【 表示 ／ 非表示 】

• 宇宙ビジネス参入の留意点と求められる新技術、新材料

  技術情報協会（編集）（ 担当： 分担執筆 ,  範囲: 第5章 第9節）

  技術情報協会  2020年4月  （ ISBN:978-4-86104-792-3 ）

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  総ページ数：478   担当ページ：pp. 337-345   記述言語：日本語 著書種別：学術書

• プラズマプロセス技術 ナノ材料作製・加工のためのアトムテクノロジ

  プラズマ核融合学会 (編集) （ 担当： 分担執筆 ,  範囲: 第4章）

  森北出版  2017年1月  （ ISBN:9784627775619 ）

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  記述言語：日本語 著書種別：学術書

学位論文 【 表示 ／ 非表示 】

学位論文 【 表示 ／ 非表示 】

• Development of a Miniature Electrothermal Thruster Using Microwave-Excited Microplasmas for Ultra Small Satellites(マイクロ波励起マイクロプラズマを用いた超小型人工衛星のための電熱加速型推進機の研究開発)

  鷹尾　祥典

  2007年3月

  学位論文（博士）   単著    [査読有り]

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  京都大学大学院 工学研究科 航空宇宙工学専攻
  超小型人工衛星の軌道・姿勢制御を用途としたマイクロ波励起マイクロプラズマスラスタを対象に、数値計算と実験の双方を用いて解析した結果についてまとめた論文である。これら統合解析により、壁面の影響が極めて大きいため、圧力推力の寄与が無視できないこと、ノズル壁面は断熱壁条件より等温壁条件に近いことが分かった。プラズマ点火により推力1.4 mN、比推力79 sが得られ、コールドガスと比べて、超小型衛星(10 kg)の推進剤質量を3割以上削減可能な性能が得られた。
  
  
  

• 超小型推進機のためのマイクロプラズマ源とマイクロノズル流れの解析

  鷹尾　祥典

  2004年3月

  学位論文（修士）   単著  

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  京都大学大学院 工学研究科 航空宇宙工学専攻
  超小型人工衛星の軌道・姿勢制御を用途としたマイクロ波励起マイクロプラズマスラスタを対象に、数値計算による性能見積もりを行った。解析にはマイクロプラズマ源とマイクロノズル流れを分けて行い、前者には体積平均モデルとマクスウェル方程式を利用し、後者には2温度モデルに基づくナビエ・ストークス方程式を利用した。分散関係式との比較により表面波の伝播を確認し、また、境界層が支配的なことから、ノズルの全長を短くすることが性能向上に望ましいと分かった。
  

論文 【 表示 ／ 非表示 】

論文 【 表示 ／ 非表示 】

• Analysis of oscillatory local neutralization according to fragmentation in the ionic liquid electrospray thruster plume

  Park Insang, Moon Geonwoong, Takao Yoshinori, Jun Eunji

  Physics of Plasmas   32 ( 3 )   033511   2025年3月  [査読有り]

  DOI Web of Science

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  記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   共著  

• Simple model of multi-scale and multi-site emissions for porous ionic liquid electrospray thrusters

  Koki Takagi, Yusuke Yamashita, Ryudo Tsukizaki, Kazutaka Nishiyama, Yoshinori Takao

  Journal of Applied Physics   135 ( 24 )   244502   2024年6月  [査読有り]

  DOI Web of Science CiNii Research

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  担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   共著  

• Evaluation of Grooved Needle Emitter Performance for Ionic Liquid Electrospray Thrusters

  MATSUKAWA Koki, TAKAO Yoshinori

  Journal of Evolving Space Activities   2 ( 0 )   149   2024年6月  [査読有り]

  DOI CiNii Research

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  担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：宇宙技術および科学の国際シンポジウム   共著  

  <p>We have fabricated an externally wetted emitter array with a deep-grooved structure using grayscale lithography for ionic liquid electrospray thrusters to improve the ionic liquid transport to the emitter tips and to reduce the percentage of the current intercepted by the extractor electrode, which was more than 30% with our conventional deep-grooved emitter. The experimental results of the ion emission have shown that a stable ion emission characteristic and the percentage of the current intercepted by the extractor electrode decreases by approximately one-third compared with our previous one. This decrease indicates that the emitter fabrication process using grayscale lithography optimized the deep-grooved emitter shape.</p>

• Time-of-Flight Measurements of Ion Beam Compositions in Electrospray Thrusters

  NAEMURA Momoko, TAKAO Yoshinori

  Journal of Evolving Space Activities   2 ( 0 )   146   2024年6月  [査読有り]

  DOI CiNii Research

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  担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：宇宙技術および科学の国際シンポジウム   共著  

  <p>Time-of-flight (ToF) mass spectroscopy for electrospray thrusters was constructed to investigate the species and fraction of ions in the beam and the presence of fragmentation, where a cylindrical shield was placed just in front of the collector. The shield was expected to prevent the detection of secondary species, which were recently found to be one of the vacuum facility effects. However, the shield seemed to have almost no effects on the ToF signals because the signal did not decrease to zero, and some particles were always detected as they had been detected without the shield. To examine the cause of this signal detection, the collector current was measured under the condition that the gate electrode completely blocked the ion beam. The results implied that the electrospray ion source also emitted some neutrals. The measurement system was reconstructed to detect ions using a high-speed amplifier to avoid neutral particle detection. Then, the results showed that the electrospray thruster was operating in the pure ion mode.</p>

• Fabrication of a Double-Emitter Structure for Higher Current Density of Ionic Liquid Electrospray Thrusters

  GUO Shujun, NAGAO Masayoshi, MURAKAMI Katsuhisa, MURATA Hiromasa, TAKAO Yoshinori

  Journal of Evolving Space Activities   2 ( 0 )   142   2024年6月  [査読有り]

  DOI CiNii Research

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  担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：宇宙技術および科学の国際シンポジウム   共著  

  <p>In this study, we have fabricated ionic liquid electrospray thrusters to prevent ionic liquid leakage and provide high current density. A double-emitter structure with a needle protruding from the capillary emitter, where the ionic liquid was intended to be held by the needle, was proposed. The fabrication process employs a fabrication technique of a field emitter array, and a newly designed process to reduce the distance between emitters was used to improve emitter density. As a result of the fabrication, the needle was successfully formed in the emitter electrode, and it was found that emitter density could be improved by changing the deposition conditions of multiple SiO₂ layers.</p>

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総説・解説記事等 【 表示 ／ 非表示 】

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• 次世代宇宙産業を担う超小型衛星に不可欠なマイクロスラスタ

  鷹尾 祥典

  応用物理   90 ( 5 )   298 - 302   2021年5月  [査読有り]  [依頼有り]

  DOI CiNii Research

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  記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）   出版者・発行元：公益社団法人 応用物理学会   単著  

  <p>近年，超小型衛星の利活用が急速に増えており，その活躍の場は地球近傍にとどまらず深宇宙へも飛び出し始めている．そこで必要となるのが小型推進系（マイクロスラスタ）である．スペース，重量などの制約が大きい超小型衛星において，必要な速度増分（⊿<i>v</i>）を達成するには電気推進機が重要な役割を果たすと期待されている．本稿では，その中でもイオンを静電的に加速することで推力を得る，イオンエンジンとエレクトロスプレー推進機の2種類のマイクロスラスタを取り上げ，その特徴と現状の成果，課題について述べる．また，推力には直接寄与しないが，重要な構成要素である電子源についても紹介する．</p>

  その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130008034658

• イオンエンジン

  鷹尾 祥典

  油空圧技術   59 ( 9 )   12 - 18   2020年9月  [依頼有り]

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  記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）   出版者・発行元：日本工業出版   単著  

  その他リンク： https://www.nikko-pb.co.jp/products/detail.php?product_id=4897

• 磁気ノズルRFプラズマスラスタ開発の現状

  高橋 和貴, Christine Charles, Rod Boswell, 鷹尾 祥典, 安藤 晃

  宇宙太陽発電   5 ( 0 )   14 - 17   2020年2月

  DOI CiNii Research

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  記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）   出版者・発行元：宇宙太陽発電学会   共著  

  <p>　磁気ノズルと高周波放電を用いた磁気ノズルRFプラズマスラスタは，外部磁場中の高周波誘導結合またはヘリコン波結合放電によって生成した高密度プラズマを，外部磁場によってプラズマ源出口まで輸送し，磁力線が発散する磁気ノズル領域で起こりうる自発的なプラズマ加速過程，運動量変換過程を利用して推力を発生する電気推進機である．これまで著者らが行ってきた物理研究と，磁気ノズルRFプラズマスラスタの性能改善に関して，その現状を述べる．</p>

  その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130007799145

• 電気推進を用いた軌道間輸送機に関する議論

  船木 一幸, 中野 正勝, 小紫 公也, 鷹尾 祥典, 横田 茂, 張 科寅, 川嶋 嶺

  宇宙太陽発電   5 ( 0 )   1 - 2   2020年2月

  DOI CiNii Research

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  記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）   出版者・発行元：宇宙太陽発電学会   共著  

  <p>　電気推進を用いた軌道間輸送機（OTV）の開発における技術的挑戦と克服に関するパネルディスカッションが行われた．太陽発電衛星の輸送では，ペイロードの太陽電池をOTVで利用できる場合，電気推進は特に有効な推進システムとなる．電気推進の推進剤として有力な候補はアルゴンであり，大出力のアルゴン推進機を開発する上での技術的課題が議論され共有された．また太陽発電衛星の実現には打ち上げ機との連携や，OTV全体でのシステム最適化が必要不可欠であり，分野を横断した研究者間の協調と，共通で意識すべき事業戦略（ロードマップ）の策定が重要であると再認識された.</p>

  その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130007799144

• 超小型高推力密度エレクトロスプレースラスタの研究開発

  鷹尾 祥典, 土屋 智由, 長尾 昌善, 村上 勝久

  日本航空宇宙学会誌   67 ( 1 )   5 - 11   2019年1月  [査読有り]

  DOI

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  記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）   共著  

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産業財産権 【 表示 ／ 非表示 】

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• イオン源

  鷹尾祥典，長尾昌善，村上勝久

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  出願番号：2017-197041  出願日：2017年10月10日

  特許番号/登録番号：6927493  発行日：2021年8月10日

  出願国：国内  

受賞 【 表示 ／ 非表示 】

受賞 【 表示 ／ 非表示 】

• 2017年 第65回応用物理学会春期学術講演会 ポスター賞

  2017年10月   応用物理学会   ミニマルファブを⽤いたエレクトロスプレースラスタの試作  

  受賞者：⻑尾昌善, 井上直樹, 鷹尾祥典, ⾠⺒憲之, 村上勝久, クンプアン ソマワン, 原 史朗

科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】

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• 超小型エレクトロスプレー宇宙推進機における「疑似」質量損失機構の解明

  研究課題/領域番号：24K01076  2024年4月 - 2027年3月

  基盤研究(B)

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  担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

• 大電力磁気ノズルプラズマ推進機の総合研究

  研究課題/領域番号：23H05442  2023年4月 - 2028年3月

  基盤研究(S)

  代表者：高橋 和貴

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  担当区分：研究分担者  資金種別：競争的資金

• 効率と安定性のトレードオフ限界を超える超小型直流放電の実現とイオン推進機への応用

  研究課題/領域番号：22K18855  2022年6月 - 2025年3月

  挑戦的研究 (萌芽)

  代表者：鷹尾 祥典

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  担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

• 微小電極間エレクトロスプレー現象解明による超小型宇宙推進機の多用途化

  研究課題/領域番号：21H01530  2021年4月 - 2024年3月

  科学研究費補助金  基盤研究(B)

  代表者：鷹尾 祥典

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  担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

• 高密度イオン推進機のデジタルツイン創成と電子異常輸送制御法の確立

  2020年4月 - 2024年3月

  科学研究費補助金  基盤研究(B)

  代表者：川嶋 嶺

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  資金種別：競争的資金

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その他競争的資金獲得・外部資金受入状況 【 表示 ／ 非表示 】

その他競争的資金獲得・外部資金受入状況 【 表示 ／ 非表示 】

• 将来深宇宙探査に向けた革新的超小型推進システム技術実証RG

  2024年6月 - 2025年2月

  宇宙航空研究開発機構  2023年度宇宙工学委員会戦略的開発研究費

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  担当区分：研究分担者

• 将来深宇宙探査に向けた革新的超小型推進システム技術実証RG

  2023年6月 - 2024年2月

  宇宙航空研究開発機構  2023年度宇宙工学委員会戦略的開発研究費

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  担当区分：研究分担者

• 将来深宇宙探査に向けた革新的超小型推進システム技術実証RG

  2022年7月 - 2023年2月

  宇宙航空研究開発機構  2022年度宇宙工学委員会戦略的開発研究費

• 90%超の効率を維持した推力可変な宇宙推進機

  研究課題/領域番号：JPMJFR2129  2022年4月 - 2029年3月

  科学技術振興機構  創発的研究支援事業

  代表者：鷹尾 祥典

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  担当区分：研究代表者

• 将来深宇宙探査に向けた革新的超小型推進システム技術実証RG

  2021年6月 - 2022年2月

  宇宙航空研究開発機構  2021年度宇宙工学委員会戦略的開発研究費

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研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

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• Ionic Liquid Electrospray Ion Sources for Space Propulsion

  Yoshinori Takao  [招待有り]

  The 243rd ECS Meeting  2023年5月  The Electrochemical Society

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  開催年月日： 2023年5月 - 2023年6月

  記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

  開催地：Boston, MA, USA  

• Electron transport and plasma instability in ECR plasma discharges for a miniature ion thruster

  Yoshinori Takao, Kenta Hiramoto, Kengo Nakamura, Yosuke Sato, and Hiroyuki Koizumi  [招待有り]

  4th Asia-Pacific Conference on Plasma Physics (AAPPS-DPP2020)  2020年10月 

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  開催年月日： 2020年10月

  記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

  開催地：Remote e-conference  

• 1cm級磁場印加プラズマ源を対象とした粒子計算と宇宙推進機への応

  鷹尾 祥典  [招待有り]

  Plasma Conference 2017  公益社団法人 応用物理学会 プラズマエレクトロニクス分科会,公益社団法人 応用物理学会 プラズマエレクトロニクス分科会,一般社団法人 日本物理学会,日本学術振興会 プラズマ材料科学第153委員会

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  開催年月日： 2017年11月

  記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

  開催地：姫路商工会議所  

• 3D Particle Simulation for Electron Extraction Mechanisms of a Miniature Microwave Discharge Neutralizer

  Kenta Hiramoto, Yuichi Nakagawa, Hiroyuki Koizumi, and Kimiya Komurasaki, Yoshinori Takao

  Proceedings of the 52nd AIAA/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference (Propulsion and Energy Forum).<3D Particle Simulation for Electron Extraction Mechanisms of a Miniature Microwave Discharge Neutralizer> 

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  開催年月日： 2016年7月

  記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

  開催地：Salt Lake City, USA  

  50-kg級超小型人工衛星に搭載されているマイクロ波放電式イオン推進システムの中和器において、電子がオリフィスから引き出される機構について3次元粒子計算を用いて解析を行った。その結果、プラズマ源内部において生じる静電場の内、周方向成分の電場と径方向の磁場によって生じるE×Bドリフトにより電子が磁場を横切る動きに寄与し、最終的にオリフィス入口に近付き引き出される事が明らかになった。
  AIAA-2016-4946 (11 pages) に掲載

• Validation of a 3D Particle Simulation Model for a Miniature Microwave Discharge Ion Thruster

  Yoshinori Takao, Koji Eriguchi, Kouichi Ono, Yuto Sugita, Hiroyuki Koizumi, and Kimiya Komurasaki

  Proceedings of the 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference (Propulsion and Energy Forum).<Validation of a 3D Particle Simulation Model for a Miniature Microwave Discharge Ion Thruster> 

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  開催年月日： 2014年7月

  記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

  開催地：Cleveland, USA  

  超小型人工衛星の軌道・姿勢制御を用途とした静電加速型のマイクロ放電式マイクロイオンスラスタに対し、3次元電磁場解析(FDTD法)と粒子計算(PIC-MCC法)を組み合わせた数値計算モデルで解析を行った。特にプラズマ電流の影響を調べたところ、低電力プラズマのためにプラズマ電流の放電特性に対する寄与は小さい事が明らかになった。また、レーザー吸収分光測定による準安定原子測定結果との比較を行い、原子分布形状および密度のオーダーでの一致が確認できた。
  IAA-2014-3829 (8 pages) に掲載

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学会誌・論文誌編集等 【 表示 ／ 非表示 】

学会誌・論文誌編集等 【 表示 ／ 非表示 】

• 日本航空宇宙学会誌

  会誌集編集委員会委員 

  2017年5月

  -

  2019月3日

   

共同・受託研究情報 【 表示 ／ 非表示 】

共同・受託研究情報 【 表示 ／ 非表示 】

• 将来深宇宙探査に向けた革新的超小型推進システム技術実証RG

  提供機関: 宇宙航空研究開発機構  国内共同研究  

  研究期間： 2024年06月  -  2025年2月 

• 将来深宇宙探査に向けた革新的超小型推進システム技術実証RG

  提供機関: 宇宙航空研究開発機構  国内共同研究  

  研究期間： 2023年06月  -  2024年2月 

• 将来深宇宙探査に向けた革新的超小型推進システム技術実証RG

  提供機関: 宇宙航空研究開発機構  国内共同研究  

  研究期間： 2022年07月  -  2023年2月 

• 90%超の効率を維持した推力可変な宇宙推進機

  提供機関: 科学技術振興機構  その他  

  研究期間： 2022年04月  -  2029年3月 

• 将来深宇宙探査に向けた革新的超小型推進システム技術実証RG

  提供機関: 宇宙航空研究開発機構  国内共同研究  

  研究期間： 2021年06月  -  2022年2月 

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担当授業科目（学内） 【 表示 ／ 非表示 】

担当授業科目（学内） 【 表示 ／ 非表示 】

• 2025年度   熱力学Ⅱ

  理工学部

• 2025年度   推進工学基礎

  理工学部

• 2025年度   宇宙推進工学

  大学院理工学府

• 2025年度   熱流体システム設計A

  大学院理工学府

• 2025年度   熱流体システム設計B

  大学院理工学府

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教育活動に関する受賞 【 表示 ／ 非表示 】

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• 平成２８年度 横浜国立大学ベストティーチャー賞

  2017年06月06日   横浜国立大学  

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  https://www.ynu.ac.jp/hus/kyomu/18349/detail.html

その他教育活動及び特記事項 【 表示 ／ 非表示 】

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• 2024年11月

  　

  　

  第68回宇宙科学技術連合講演会「優秀賞」   (学生の学会賞等の受賞実績)

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  受賞者：中島惟子（理工学府 博士課程前期 1年） 指導教員：鷹尾祥典 受賞研究：エレクトロスプレースラスタのエミッタ構造改善による推進性能向上 授与者：一般社団法人日本航空宇宙学会 受賞日：2024(R6)年11月7日 https://www.ynu.ac.jp/hus/engk2/32588/detail.html

• 2024年03月

  　

  　

  第63回航空原動機・宇宙推進講演会「学生優秀講演賞」   (学生の学会賞等の受賞実績)

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  受賞者：髙木公貴（横浜国立大学大学院理工学府博士課程後期2年） 指導教員：鷹尾祥典 准教授 受賞機関：一般社団法人日本航空宇宙学会 受賞論文：「イオン液体エレクトロスプレースラスタにおける多孔質エミッタ針からのマルチサイトイオン放出」 受賞年月：令和6(2024)年3月22日 https://www.ynu.ac.jp/hus/engk2/32063/detail.html

• 2023年12月

  　

  　

  令和5年度電子デバイス研究会「論文発表奨励賞」   (学生の学会賞等の受賞実績)

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  受賞者：郭樹俊（横浜国立大学大学院理工学府博士課程前期2年） 指導教員：鷹尾祥典 准教授 受賞機関：社団法人電子情報通信学会 受賞論文：「キャピラリ・ニードルエミッタ構造を有するエレクトロスプレーイオン源の性能向上に向けた作製プロセスの最適化」 受賞年月：令和5(2023)年12月14日 https://www.ynu.ac.jp/hus/engk2/31283/detail.html

• 2023年10月

  　

  　

  第67回宇宙科学技術連合講演会「最優秀賞」   (学生の学会賞等の受賞実績)

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  受賞者：苗村桃子（横浜国立大学大学院理工学府博士課程前期1年） 指導教員：鷹尾祥典 准教授 受賞機関：一般社団法人日本航空宇宙学会 受賞論文：「エレクトロスプレースラスタを対象とした飛行時間型質量分析の計測系依存性」 受賞年月：令和5(2023)年10月19日 https://www.ynu.ac.jp/hus/engk2/30882/detail.html

• 2023年10月

  　

  　

  第67回宇宙科学技術連合講演会「優秀発表賞」   (学生の学会賞等の受賞実績)

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  受賞者：六川蓮（横浜国立大学大学院理工学府博士課程前期1年） 指導教員：鷹尾祥典 准教授 受賞機関：一般社団法人日本航空宇宙学会 受賞論文：「平面型グラフェン電子源の地球低軌道利用に向けた保護膜作成とその評価」 受賞年月：令和5(2023)年10月19日 https://www.ynu.ac.jp/hus/engk2/30883/detail.html

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委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

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• 日本航空宇宙学会 第57期電気推進・先端推進部門

  2025年03月 - 2026年2月  委員

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  委員区分：学協会 

• 京都大学生存圏研究所電波科学計算機実験共同利用・共同研究専門委員会

  2024年04月 - 2026年3月  委員

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  委員区分：学協会 

• 日本航空宇宙学会 第56期電気推進・先端推進部門

  2024年03月 - 2025年2月  委員

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  委員区分：学協会 

• 第35回宇宙技術および科学の国際シンポジウム徳島大会プログラム小委員会

  2024年02月 - 現在  委員

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  委員区分：学協会 

• Journal of Evolving Space Activities

  2023年09月 - 2024年3月  Associate Editor

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  委員区分：学協会 

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メディア報道 【 表示 ／ 非表示 】

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• Yokohama National University theoretically models ions emitted from porous emitters: Employed to predict the performance of space propulsion vehicles

  2024年8月

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  執筆者：本人以外 

• JAXAなど、超小型衛星用宇宙推進システムの理論モデルの構築に成功

  マイナビニュースTECH+  2024年7月

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  執筆者：本人以外 

• 多孔質エミッタから放出イオンの理論モデル構築

  科学新聞  2024年7月

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  執筆者：本人以外