2017 Fiscal Year Research-status Report
| Project/Area Number |
16K06901
|
|---|
| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
|---|
Principal Investigator |
名取 通弘 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, 名誉教授 (00013722)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石村 康生 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, 准教授 (10333626)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 構造・材料 / 宇宙構造物システム / 構造物の構築 / 展開構造モジュール |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、均質な展開モジュールからなる宇宙構造物システムの構築において、従来の万能型高性能マニピュレーターによるいわば集中型の構築シナリオに対し、モジュール間結合部に装着した比較的単純な組立構築の機構によりモジュール自身を移動させて所定の形態の構造物システムを構築しようとするいわば分散型の構築シナリオの可能性を明らかにしようとするものである。具体的にはモジュールが輸送系ロケット内に積み重ねられていわば輪切りの状態で収納されている初期形態からモジュール自身を移動させて、直線状あるいは円弧状の中間形態に移行させる。さらにその中間形態から最終的に平面状に広がった所要の最終形態にモジュールを移動させて、構築を完了させる。中間形態はいわばオープンな形態であり、最終形態は構造物システムとして剛性など様々な観点から閉じた形態であることが望ましい。そのような一連の組立構築の過程のいづれかの時点に展開構築を含ませることになる。
昨年度は、一昨年の初年度に実施できた組立構築に適合した展開膜面モジュールおよびモジュール間結合部検討の成果をもとに、組紐被覆テープブームおよびらせん折り膜面を用いた展開膜面モジュールの設計と製作、およびモジュール間結合部の設計および製作を実施した。展開膜面モジュールの設計では、組立構築のための機能付加の影響がモジュール自身の展開構築の機能を阻害しないようにすることを考慮し、またモジュール間結合部については、組立の際の位置誤差に十分に対応できることに留意しつつ、磁力結合あるいはメカニカルな結合など多くの結合方式を検討した。それらの検討結果を踏まえ、膜面モジュールに付加する結合機構は単純な受動的なものとし、またモジュール間結合部は鍬形形状回転連結機構によることとして、設計を具体化し、それぞれのモデル製作を実施した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の内容は、(1) 組立構築に適合した展開膜面モジュールの検討、(2) モジュール間結合部の検討、(3) 構築過程の検討、および (4) 構築途中での形態変化の構築過程に及ぼす影響の評価の検討に大別できる。
初年度では (1) および (2) を実施し、昨年度はそれら展開膜面モジュールとモジュール間結合部の設計と製作を実施した。輪切りの状態で収納されている初期形態からの繰り出し機構についても設計とその製作を実施できた。(3) および (4) についての検討事項は実際に製作したモジュールおよび結合部の動作状態に依存することも多いと考えられ、それらを踏まえたうえで研究を進める予定である。全体として、ほぼ当初の研究計画の実施を予定しうるものと考えている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今年度（最終年度）の研究では、昨年度までに設計および製作することができたモジュール間結合部の動作試験と展開膜面モジュールの展開試験を実施する。それらを複合した展開膜面モジュールによる一連の組立構築の動作確認試験も実施して、両者による初期形態から最終形態に至るまでの構築の全過程における状況を解明する。特にそのような試験により展開膜面モジュールの展開中や展開直後にモジュールを支持しているモジュール間結合部に展開構築がどのような影響を与えるかを明らかにする予定である。動作確認試験は必要最小限の個数のモデルからなる試験に限定されるが、それらの試験結果から得られる知見を踏まえて、多数のモジュールによる本研究の構築方法の実現性および有効性の検討も行いたい。
本研究で扱う構築方法によれば、近未来に予想される30mから100m級のアンテナ構造物はもちろん将来の太陽発電衛星などの数kmクラスの大規模構造物の構築も可能である。そのような巨大構造物では、軌道上での姿勢は空気抵抗や重力、あるいは太陽輻射圧などの宇宙空間での微小環境外力により大きな影響を受ける。そのような外力により、本研究の構築過程がどのような影響を受けるかについての数値シミュレーションによる基本的な検討は今後の研究課題としたい。
|
| Causes of Carryover |
次年度実施予定のモジュール間結合部の動作試験では、無線機器による試験の実施を予定している。当初はそのために必要な関連機器の購入を予定していたが、その後 wifi 経由での通信の可能性もあることが判明した。そのため当初予定の関連機器の購入を控えたことが次年度使用額が生じた理由である。次年度使用額については、さらなる通信機器の検討を踏まえて、次年度予算とあわせて必要な機器などを購入することに使用の予定である。
|
Research Products
(4 results)
