2021 Fiscal Year Annual Research Report
Semi Autonomous Orbit Determination and Planning Method for Frequent Deep Space Missions
| Project Area | Agile and Frequent Solar System Exploration with Innovative Microsatellite |
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| Project/Area Number |
20H05749
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
尾崎 直哉 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 特任助教 (90836222)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 貴広 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (00835168)
菊地 翔太 千葉工業大学, 惑星探査研究センター, 特別研究員(PD) (90830068)
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| Project Period (FY) |
2020-10-02 – 2023-03-31
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| Keywords | 自律化 / 軌道決定 / 軌道設計 / 超小型衛星 / 航法 / 誘導 / 制御 / 軌道 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は「軌道決定と軌道設計の統合に関する研究」と「自律的な軌道決定手法に関する整理」を遂行した．
「軌道決定と軌道設計の統合に関する研究」では，電波航法（レンジ・ドップラー・DDOR）等の地上局をベースとした軌道決定の頻度を下げるために，軌道決定誤差の不確定性を考慮した軌道設計を行うことで，必要最低限の軌道決定が遂行できるようになるというものである．本研究を通じて，先行研究として確立した確率的軌道最適化手法に，状態量の観測の不確定性モデルを組み込み，「軌道決定の観測実施時期」と「軌道制御」を同時に最適化することに成功した．更に，低推力軌道最適化等の制御入力に制約があるような問題に対する拡張にも着手しており，軌道決定誤差が大きい場合は，軌道修正のための適切なマージンを予め保有した設計結果が得られている．本研究成果は日本航空宇宙学会主催の宇宙科学技術連合講演会や33rd ISTSで発表されている．
「自律的な軌道決定手法に関する整理」は，2020年度にサーベイした結果を補強し，電波航法（レンジ・ドップラー・DDOR），光学航法（対惑星，衛星間光通信），レーダー航法，X線パルサー航法などの手法のメリット・デメリットの整理や具体的な精度評価をおこなった．また，自律的軌道決定手法が強く求められるようなアプリケーション探索を行い，深宇宙コンステレーションによる小惑星マルチフライバイミッションにおいて，自律的軌道決定手法が強く求められることが判明した．本研究成果は，日本航空宇宙学会主催の宇宙科学技術連合講演会にて発表した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
軌道決定と軌道設計の統合的最適化手法が確立されつつあるため，おおむね順調に進展していると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は深宇宙コンステレーションによる小惑星マルチフライバイミッション等のアプリケーションを対象とした準自律的な軌道決定・軌道設計手法の適用を考える．
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