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2022 Fiscal Year Research-status Report

Mitigation of thermal interface uncertainty for CubeSat and proposal for operational planning method with thermal constraints

Research Project

Project/Area Number 20K04920
Research InstitutionMeijo University

Principal Investigator

宮田 喜久子  名城大学, 理工学部, 准教授 (00733156)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords超小型衛星 / 宇宙機熱設計 / 運用計画 / 熱伝導 / 宇宙システム
Outline of Annual Research Achievements

本研究では超小型人工衛星の開発・運用の更なる効率化のため,世界的に研究開発が遅れており不確定性が確認されている温度制御機能の改善を目指す.問題解決の手段としては不確実性を低減可能な機器設計手法の提案と温度制約を含んだ宇宙機運用計画系の構築の2つの手段を検討している.
前年度から継続し,不確実性の主たる要因としてあげられている①構成機器間の熱伝達条件などをはじめとした熱的パラメータの不確実性の影響についての評価,②不確定パラメータの推定手法の検討,③不確実性を受動的に低減可能な材料の評価,④パラメータ変動や熱制御材料を取り入れた運用計画系の検討を行い,⑤不確実性を受動的に低減可能な材料の実装方法に対し,より現実的な条件下での実験的検討を実施した.
①に関しては,前年度の解析的な検討を元に複数の構成要素の熱的接続情報を取得する実験を行い,実宇宙機を考慮した実験を実施した.②については,追加実験取得データを用いて提案したパラメータ推定手法の有効性の検討を深めた.③については,前年度から継続し,実験結果から有望と思われる材料の実装方法の検討を進め,各種実験的な評価を実施した.また,改良手法についての検討・基礎実験も行った.④については,個別の機器の温度特性取得データや過去の衛星データを用いたシミュレータを構築し,③の機構と組み合わせた運用計画構築のデモンストレーションを継続実施している.また,成果の一部に関しては後述するように外部発表も実施した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナ等の影響により一部実験的検証に遅れが生じてしまい,実験的検証のフィードバックが必要となる各種解析検討の遅れが残っていること,実験結果から追解析等が必要な項目が発生したため,上記区分を選択した.

Strategy for Future Research Activity

追解析・検証試験が必要となった項目に対する評価検証を継続し,結果をまとめていく.
学会発表フィードバックなどを元に成果がまとまった項目に関しては継続して査読付き論文の執筆を進める.

Causes of Carryover

コロナ等の影響により,研究遂行に遅れが生じ一部検証実験・解析を次年度の実施することとなったため.また,研究遂行につれて,追加検討を要する項目が発生したため.これらの実験・解析等の遂行を実施する.

  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Proposal for Shape Memory Alloy Positioning Actuator using Electric Parameter Based Controller2023

    • Author(s)
      Miyata Kikuko、Kawazoe Yuta、Hara Susumu
    • Journal Title

      IEEJ Journal of Industry Applications

      Volume: 12 Pages: 153~154

    • DOI

      10.1541/ieejjia.l22000583

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Feasibility study of low-temperature operable electric power supply for CubeSats using passive thermal control with VO2-based solid?solid phase change material2023

    • Author(s)
      Yamagata Masaki R.、Wakita Yurina、Tsuruda Yoshihiro、Miyata Kikuko
    • Journal Title

      Thermal Science and Engineering Progress

      Volume: 37 Pages: 101601~101601

    • DOI

      10.1016/j.tsep.2022.101601

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 固-固相転移材料を活用した高信頼性宇宙機用電源の検討とその低温特性評価2022

    • Author(s)
      脇田 悠利名, 宮田 喜久子, 鶴田 佳宏, 山縣 雅紀
    • Organizer
      日本機械学会 2022年度年次大会
  • [Presentation] 民生二次電池の内部抵抗に基づく超小型衛星搭載バッテリーの状態推定の最適化2022

    • Author(s)
      山本 悠史, 青木 竜也, 宮田 喜久子, 鶴田 佳宏, 山縣 雅紀
    • Organizer
      日本機械学会 2022年度年次大会
  • [Presentation] Low-temperature operatable electric power supply for CubeSats using VO2-based phase change material2022

    • Author(s)
      Yurina Wakita, Kikuko Miyata, Yoshihiro Tsuruda, Masaki R. Yamagata
    • Organizer
      13th Asian Thermophysical Properties Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 超小型衛星用電源の熱制御に適した潜熱蓄熱材およびその実装方法の検討2022

    • Author(s)
      脇田悠利名, 宮田喜久子, 鶴田佳宏, 山縣 雅紀
    • Organizer
      第43回日本熱物性シンポジウム
  • [Presentation] 固-固相転移材料を用いた宇宙機用蓄熱ブロックの最適化とその保温特性評価2022

    • Author(s)
      脇田悠利名, 宮田喜久子, 鶴田佳宏, 山縣雅紀
    • Organizer
      第59回日本航空宇宙学会中部・関西支部合同秋期大会
  • [Presentation] 潜熱蓄熱材を活用した超小型衛星用電源の受動的熱制御の提案とその材料検討2022

    • Author(s)
      脇田悠利名, 宮田喜久子, 鶴田佳宏, 山縣雅紀
    • Organizer
      第31回スペース・エンジニアリング・コンファレンス(SEC'22)
  • [Remarks] 名城大学理工学部交通機械工学科航空宇宙機システム研究室

    • URL

      https://www1.meijo-u.ac.jp/~kmiyata/asel/index.html

URL: 

Published: 2023-12-25  

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