Project/Area Number |
16760644
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Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Research Field |
Aerospace engineering
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Research Institution | Kyushu University |
Principal Investigator |
平山 寛 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (30294888)
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Project Period (FY) |
2004 – 2005
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2005)
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Budget Amount *help |
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
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Keywords | 超小型人工衛星 / テザー / スペース・デブリ / 大気抵抗 / 弾道係数 |
Research Abstract |
(1)運動の定式化 テザーのリールからの伸展、および伸展後の衛星の軌道変化について、運動方程式を導いた。ここで、通常の円形断面テザーの運動方程式に加え、本研究のテープ型のテザーで特徴的となる、希薄大気中を飛行する際の空気力や、太陽輻射圧の影響を考慮した。テザーは絶縁体としているので、周囲の電離気体や地磁場との相互干渉はモデルに含まない。 (2)運動のシミュレーション 本研究で導入した並列計算機を用いて、上記の運動方程式の数値シミュレーションを行った。 (2-1)テザー伸展シミュレーションの結果、バネにより初速度を与えてテザー伸展を開始し、あらかじめ計算で決められた伸展速度に沿うよう、リールのブレーキを制御することで、伸展を達成できることが確かめられた。 (2-2)テザー伸展後の軌道変化のシミュレーションの結果、円形断面の従来型テザーを用いるよりも、大気の抵抗による減速効果が大きく、不要な衛星を落下させるミッションに有利であることが確かめられた。 (3)生存確率 スペース・デブリの衝突によって切断される確率を計算した。はじめに、円形断面の従来型テザーの切断確率を定式化した。次に、テープ型のテザーは捻れ易いことを考慮し、デブリの飛来方位に対する投影面積の平均値を用いて、同等な円形断面テザーの理論を当てはめた。計算の結果として、テープ幅を変化させたときの、生存確率の変化を示した。また、等しい断面積(すなわち等しい重量)の円形断面テザーよりも、テープ型テザーの方が生存確率が高く、ミッション遂行に有利であることが確かめられた。 (4)試作機の製作 ポリィミドの薄膜材料を使用して、幅100mm、長さ100mのテープ型テザーの試作機を製作した。ただし、微小重力環境での伸展実験には至らなかった。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)