新しい概念の軌道変換機の研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07505010
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 八坂 哲雄 九州大学, 工学部, 教授 (80261238)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中谷 一郎 宇宙科学研究所, 教授 (40150049) ; 花田 俊也 九州大学, 工学部, 助教授 (30264089)
• Keywords: 軌道変換 / タンブル軌道変換 / 自由走行シミュレータ / 軌道生成 / コマンド発生

Research Abstract

宇宙空間で推進剤量の少ない新しい概念の軌道変換機を実現するため、理論検討、ならびに実験機によるシミュレーションを行うための研究を行った。
軌道変換機は、カスタマ-となる衛星を捕獲した後軌道変換機のスラスターを動作させるが、その際に長いアームを介して結合した形状とすることにより、並進と回転の運動を同時に誘起する。切り離しのタイミングを適切に選ぶことにより回転の速度を利用して効率的に新しい軌道投入を可能とする。理論検討では計算機シミュレーションにより、軌道面内、外への軌道変換を所定の能力で行えることを確認した。また、変換機の構成について工学的な所見を得た。
実験機は床面において2次元的な自由運動を行わせるもので、エアベアリングで浮上、圧搾空気を用いたスラスターで並進、回転運動を誘起させ、加速度計、ジャイロを搭載して所定の制御を可能とするものである。空気供給と電源、データー転送用のアンビリカルケーブルの制約内ではあるが、極めて小さな擾乱力の下で運動を行わせることができた。これは、浮上用の空気源とは別にスラスター用のボンベを積載したことによる。
理論に基づく制御系と、実験機の結合はこれからの課題として残されるものの、軌道変換機の開発に必要とされる要素は完成し、本研究の目的を達成した。

Research Products

• [Publications] T.YASAKA: "Dynamic Behavior of Tumble Orbit Transfer" Advances in the Astronautical Sciences. Vol.96. 741-750 (1997)
• [Publications] 花田俊也、他: "軌道変換シミュレータの開発" 第41回宇宙科学技術連合講演会講演集. 125-130 (1997)
• [Publications] 八坂哲雄、花田俊也、他: "軌道変換シミュレータの開発-性能向上機の開発" 日本航空宇宙学会西部支部講演会(1997)講演集. 110-113 (1997)
• [Publications] 八坂哲雄、他: "Tumble Orbit Transferの運動特性" 日本航空宇宙学会西部支部講演会(1997)講演集. 114-117 (1997)