構造・環境・制御の相互作用によるグローバルストラクチャーの研究

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18760601
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 石村 康生 Hokkaido University, 大学院・情報科学研究科, 助教 (10333626)
• Keywords: 太陽発電衛星 / ポテンシャルエネルギー / 分散システム / インフレータブル構造 / テザー / グローバルストラクチャー

Research Abstract

平成19年度は,構造・環境・制御の相互作用によって形成される宇宙構造システムの研究として以下の3つの課題に取り組み,成果を得た.
課題1.環境力(重力傾斜)による構造形状の維持とその安定性解析
昨年度の結果をもとにして,重力傾斜を宇宙機システムの姿勢維持のみならず構造形状の維持に利用した新しい柔軟多体宇宙機システムを検討した.具体的には,非常に柔軟なパネル構造を複数バス系からテザーで支持する地球指向の太陽発電システムを対象とし,システムの安定性を重力,遠心力,歪みエネルギーからなるポテンシャルエネルギーを用いて評価した.さらに,安定な平衡点まわりにおける固有振動数,モード形状の導出を行うと同時に,重力傾斜を構造形状の維持に利用したシステムの特性を明らかにした.
課題2.環境力(圧力差)を利用した柔軟膜面構造とその動的特性評価
インフレータブル構造物を,構造内と環境との圧力差を利用した構造様式と捉え,内圧維持型のマルチセルインフレータブル構造の提案を行うと同時に,面内剛性の評価を実施した.さらに,展開時の動特性評価を行い,ケーブル要素による制御機構を組み込むことで,安定な展開が行えることを示した.
課題3.柔軟構造要素によって結合された小型衛星群のフォーメーションフライト
本年度は小型衛星群制御の要素技術として必至な,小型衛星の姿勢制御・決定系について,昨年開発・打ち上げに成功した超小型衛星HIT-SATのフライトデータを元に,その性能評価を行った.さらに,シミュレーションベースで,特定平面内をフォーメーションフライトする小型衛星群を柔軟構造要素で結合することにより,必要なスラスタ燃料が大幅に軽減されることを示した.

Research Products

• [Journal Article] A new concept of solar power satellite: Tethered-SPS (2007)
  • Author(s): Susumu Sasaki, Koji Tanaka, Ken Higuchi, Nobukatsu Okuizumi, Shigeo Kawasaki, Naoki Shinohara, Kei Senda, Kousei ISHIMURA
  • Journal Title: Acta Astronautica 60 Pages: 153-165
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 超小型人工衛星HIT-SATの姿勢制御系の開発 (2007)
  • Author(s): 玉山雄太, 青柳賢英, 佐藤立博, 西舘純, 大野努, 田中喜規, 三橋龍一, 佐鳥新, 石村康生, 松島幸太, 杉本康一郎, 戸谷剛, 榊原隆浩, 安中俊彦, 中村明広, 堀耕太郎, 江良聡, 廣田尚久
  • Journal Title: 北海道工業大学研究紀要 35 Pages: 275-280
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 超小型人工衛星HIT-SATのデータ処理系の開発 (2007)
  • Author(s): 玉山雄太, 大野努, 青柳賢英, 佐藤立博, 西舘純, 田中喜規, 三橋龍一, 佐鳥新, 石村康生, 松島幸太, 杉本康一郎, 戸谷剛, 榊原隆浩, 安中俊彦, 中村明広, 堀耕太郎, 江良聡, 廣田尚久
  • Journal Title: 北海道工業大学研究紀要 35 Pages: 281-283
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 超小型衛星「HIT-SAT」の熱・構造設計 (2007)
  • Author(s): 佐鳥新, 戸谷剛, 榊原隆浩, 安中俊彦, 植松努, 石村康生, 松島幸太, 杉本康一郎, 三橋龍一, 西舘純, 佐藤立博, 青柳賢英, 大野努, 田中喜規, 竹浪恭平, 中村明広, 堀耕太郎, 江良聡, 廣田尚久
  • Journal Title: 北海道工業大学研究紀要 35 Pages: 105-111
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ポテンシャルエネルギーを用いた柔軟多体宇宙機システムの安定性解析 (2008)
  • Author(s): 北形学, 石村康生, 和田充雄
  • Organizer: 日本航空宇宙学会北部支部2008年講演会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2008-03-10
• [Presentation] 密封型マルチセルインフレータブルシリンダーの展開挙動 (2007)
  • Author(s): 石村康生, 樋口健
  • Organizer: 第23回 宇宙構造材料シンポジウム
  • Place of Presentation: 相模原
  • Year and Date: 2007-11-22
• [Presentation] 北海道衛星の開発状況 (2007)
  • Author(s): 三橋龍一, 佐鳥新, 戸谷剛, 石村康生
  • Organizer: 第51回宇宙科学技術連合講演会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2007-10-31
• [Presentation] 密封型マルチセルインフレータブルシリンダーの基礎実験 (2007)
  • Author(s): 石村康生, 樋口健, 渡辺和樹
  • Organizer: 第51回宇宙科学技術連合講演会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2007-10-30
• [Presentation] Fundamental Characteristics of Multi-Cellular Inflatable Space Structures (2007)
  • Author(s): Kosei ISHIMURA, Ken HIGUCHI
  • Organizer: Structural Membranes 2007
  • Place of Presentation: スペイン バルセロナ
  • Year and Date: 2007-09-18
• [Presentation] HIT-SATの姿勢制御結果と北海道衛星への展開 (2007)
  • Author(s): 松島幸太, 石村康生, 五十嵐大学, 戸谷剛, 榊原隆浩, 佐鳥新, 三橋龍一, 青柳賢英, 田中喜規, 佐藤立博, 中村明宏, 安中俊彦, 堀耕太郎, 廣田尚久
  • Organizer: 日本機械学会2007年度年次大会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2007-09-09
• [Presentation] マルチセルインフレータブル構造の面内変形-セル・パーティション間の接触の考察- (2007)
  • Author(s): 石村康生, 羽柴健太, 加藤隆造, 戸谷剛, 樋口健
  • Organizer: 第49回構造強度に関する講演会
  • Place of Presentation: 福島
  • Year and Date: 2007-07-26
• [Presentation] Dynamics of a solar power satellite composed of multi-bus with panels for power generation and transmission (2007)
  • Author(s): Kei Senda, Kosei Ishimura, Itsushi Takemoto
  • Organizer: 17th Workshop on Astrodynamics and Flight Mechanics.
  • Place of Presentation: 相模原
  • Year and Date: 2007-07-23
• [Presentation] 超小型衛星「HIT-SAT」における姿勢制御系の開発と軌道上での評価 (2007)
  • Author(s): 松島幸太, 石村康生, 戸谷剛, 榊原隆浩, 佐鳥新, 青柳賢英, 佐藤立博, 田中喜規, 三橋龍一, 西舘純, 大野努, 竹浪恭平, 中村明宏, 安中俊彦, 植松努, 江良聡, 堀耕太郎, 原潤海, 廣田尚久
  • Organizer: 第38回日本航空宇宙学会年会講演会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-04-04