高桥和贵
东北大学研究生院工学研究科电气能源系统专业副教授
出生于日本宫城县。2006年东北大学研究生院工学研究科博士课程毕业。获得博士（工学）学位。曾先后担任澳大利亚国立大学等离子体研究所客座研究员、岩手大学工学部助教，2013年起任现职。2012～2013年、2017年、2020～2021年担任日本A-STEP计划研究员，2022年起升为创发研究员。
Q1. 您是怎样走上等离子体理工学专业之路的？
A1. 实验中感受到了物理现象的魅力
经过国际研究，意识到可以运用在宇宙运输上
在大学期间，我有幸加入了等离子体理工学的研究室。研究的课题是与核聚变相关的等离子体。通过自己制作设备来收集数据，在不断进行大型设备实验的过程中，我逐渐沉浸于揭示物理现象背后原理的研究中。
目前，我的研究目标是利用等离子体推进器作为引擎进行宇宙运输，以便运送宇宙空间站和行星基地需要的建筑材料等。在澳大利亚担任研究员期间，通过和多为老师讨论，我萌生了利用等离子体内粒子自加速现象作为引擎的想法。之后，我又参加了一个测量等离子体推力的国际项目，并开始思考如何提高等离子体推进器的性能，以实现宇宙运输。
Q2. 具体的研究内容是什么？
A2. 阐明等离子体的复杂特征
通过转变思路，致力于提高性能
等离子体被称为继固体、液体、气体之后物质存在的“第四态”，在电磁学和流体力学的理论分析方面已取得了一定进展，然而由于其在不同条件和操作下会产生不同的物理现象，因此对其特性的研究和应用仍处于发展初期阶段。我尤其关注等离子体本身的不稳定性以及与磁场的相互作用，希望能提高大功率、无电极的“磁喷嘴等离子体推进器”的推进效率以及阐明相关的物理课题。
无电极等离子体推进器试验装置。在调整过程中，有时需要在设备内进行长达2～3小时的操作。
这种推进器的工作原理是，在等离子体源将燃料气体电离后，磁喷嘴内的气体得到加速并喷射到宇宙空间以产生推力。这种推进器具有利用太阳能发电等方式在宇宙中进行长距离航行的优势，但与目前使用的离子引擎约50%的推进效率相比，这种推进器的效率仍然非常低，仅为1%。对此，在后续的创发研究中，找到了能量和粒子损失的原因，并在等离子体发生源的壁面设置了磁场构造，从而将推进效率提高到了30%。
此外，我们还在其他实验中发现了被认为是导致能量损失原因的等离子体的不稳定性，实际上对推进器的运行和加速也有贡献。在提高推进器性能的同时，能够将过去在工程师之间被认为是消极因素的不稳定性视为优势，这也是一个重大突破。我一直想象着有一天我们研发的等离子体推进器被装载在宇宙运输器上，真正穿越宇宙，前往火星或更遥远的星系。这种想象激励着我每天全身心地投入到研究工作中。
Q3. 对未来想从事科研工作的人有什么想说的？
A3. 为了在各个领域大展身手，
要积极寻找并发挥自己的优势
搞研究是一项相当艰辛的工作，有时候可能需要多年的时间才能取得一项研究成果，与家人共度假期是一个很好的放松身心的方式。
说到“宇宙运输”这个词可能会让人产生宏大的印象，但实际上，研究是一个需要脚踏实地地制造实验装置和反复进行实验试错的工作。很多时候，无法获得预期的结果，我们需要花费大量时间和努力来保持自己的研究积极性。然而正因为有着艰辛的过程，当推进力得到提高时，会获得难以言喻的喜悦，国内外的反响也成为自己迈向下一个阶段的动力。
我认为，学生时代是一个用来寻找自己未来在各种领域大展身手的强项时期。不仅仅是学习，娱乐活动也可以。希望学生朋友们能积极地发现自己的强项。（TEXT：横井Manami）
原文：JSTnews 2023年4月号
翻译编辑：JST客观日本编辑部
