電気推進ミッション解析コードの開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555303
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 荒川 義博 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50134490)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 鶴雄 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (90215343) ; 中須賀 真一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (40227806)
• Keywords: 電気推進 / ミッション解析 / 計算コード / 宇宙推進 / 最適軌道

Research Abstract

今後宇宙活動が活発化し、効率的な輸送システムを構築する上で、電気推進の利用は必然的なものであり、電気推進の特性を考慮にいれたミッション解析及び軌道解析コードの開発は不可欠であると考えられる。
このようなことから、研究代表者らはこれまでに、電気推進最適軌道解析コードの開発に着手し、またそれと同時に、電気推進の推進性能(比推力、推進効率、寿命など)を算出する解析コードの開発を行ってきた。これまでにも、電気推進を用いたミッション解析は行われているが、それらは単に推進機が発生する推力や比推力をパラメータとして、軌道解析などに用いているにすぎず、推進機の効率、寿命、重量などを含めた特性を考慮したものはない。
本研究の目的は、電気推進の推進性能や特性を含めた、電気推進ミッション解析(最適軌道解析を含む)の計算コードを開発し、広く宇宙開発に従事する技術者、研究者に公開し、新たな宇宙ミッションの提案や宇宙輸送システムの構築に役立ててもらおうとするものである。
こうした目的から平成7年度では以下の2点について研究を進めてきた。
1.電気推進機の推進性能解析コード及び性能評価データベースの作成
既存の性能解析コードに、寿命を評価する計算コードを加えたものを作成する。理論解析が困難な場合や誤差が大きい場合については、これまでの実験や試験結果を取り入れた性能評価データベースを作成した。
2.電気推進最適軌道解析コードの作成
これまでに作成した最適軌道コードを更に発展させ、軌道間輸送、惑星間輸送だけでなく、月、小惑星などを含めた汎用性のあるものにする。また計算時間の短縮、必要メモリーの低減を実現させるため、これまでに開発してきた計算手法(最適問題に関しては、変分法と数理計画法)に改良を加えた。

Research Products

• [Publications] M. Nakano: "Interplanetary Trajectry Optimization Codes for Electric Propulsion Research" 24th International Electric Propulsion Conference. 215 (1995)
• [Publications] 中野正勝: "電気推進を用いた地球近傍からのスパイラル軌道脱出の最適化について" 第39回宇宙科学技術連合講演会講演集. 653-654 (1995)