2022 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
20K22406
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Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
Principal Investigator |
大木 優介 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (70882760)
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Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2023-03-31
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Keywords | アストロダイナミクス / 制限三体問題 / 軌道設計 / 衛星探査 |
Outline of Annual Research Achievements |
2020年度では、2D-QSOの軌道振動を非線形最適化によって最小化することで、安定性の高い軌道生成・維持方法を提案し、本手法が、実運用上も衝突・離脱可能性が極めて低い安全な方策であることを、統計的解析により実証した。また軌道面に対し面外成分を持つ3D-QSOへ軌道生成・維持方法を拡張した。2D-QSOから分岐させ3D-QSO解空間を精査し、安定性の観点で解空間の範囲を明らかにするとともに、天体の観測性・安全性・消費燃料のトレードオフ解析を実施した。トレードオフ解析結果は、運用者が3D-QSOの選択をする際、宇宙機制約の中で理学観測を最大化させるために有用な情報となる。 2021年度では、異なる高度間の遷移軌道間の遷移方法を新たに提案した。多周回QSOを活用する従来方法は摂動の効果を未考慮だったが、本提案法では、異なる高度との高度差による評価関数を直接最小化するので、あらゆる摂動を考慮しても設計可能であり、実運用上有用である。また本提案方法は、不安定高度帯において軌道投入マヌーバをスキップしても、数日間は衝突・離脱を避け運用安全性を担保できるロバスト性を示した。また、いびつな小天体形状による重力場の周回軌道に与える影響に関し、はやぶさ2のローバーおよび着陸用マーカー周回運用の実測値と計画値を比較検討し、低高度軌道の小天体重力推定に与える影響評価も実施した。 最終年度では、QSO間遷移方法を深化させ、2D-QSO同士の遷移に3D遷移を用いる手法により100%衝突を避けるロバストな遷移法を提案した。また、QSO滞在時の軌道制御において、軌道安定性と探査機バッテリー残量を同時最適化する手法も提案した。軌道力学のみならず電力系という探査機のシステム全体最適を実現する有効性を数値解析により示した。
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Research Products
(1 results)