2011 Fiscal Year Annual Research Report
超小型衛星技術を応用した実践的な軌道上サービスシステムの探求
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21246124
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| Research Institution | Japan Aerospace Exploration Agency |
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Principal Investigator |
松永 三郎 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (00222307)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中須賀 真一 東京大学, 工学系研究科, 教授 (40227806)
宮崎 康行 日本大学, 理工学部, 教授 (30256812)
木村 真一 東京理科大学, 理工学部, 准教授 (00358920)
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| Keywords | 超小型衛星技術 / 外観検査 / 超小型カメラシステム / 大型展開膜面構造物 / 膜面形状推定 / 軌道上実証 / 軌道上サービス |
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| Research Abstract |
IKAROSでの実績や民生用デバイスを活用し、多点同時撮影可能な監視カメラシステムを開発し、小惑星探査機はやぶさ2や、地球・天体観測技術実証衛星TSUBAME用CANAL-1など数多くの搭載カメラ開発を展開した。軌道上デブリ除去システムに関してJAXA等と共同でミッションデザインの検討を進め、画像を用いた非協力対象への接近技術検討を行った。監視対象である大型膜面構造物について、カメラ画像など限られた量のデータから膜面運動の数学モデルを構成する手法を提案し、その手法がしわによる運動モードの変化など膜面特有の特性も再現できることを示した。そして、軌道上で大型膜面構造物の運用パラメータを変更させた場合の挙動を、構成したモデルを利用して予測する方法と予測誤差の推定法を示した。また、暗室と人工太陽照明灯を用いた軌道上環境模擬装置を用いて、軌道上での小型カメラ画像による三次元膜面形状推定法を検討した。同時に、IKAROSを撮影した2番目の分離カメラ画像を用いて膜面形状のくりこみ法による三次元復元推定を行い有効性を検討した。さらに、サービスされやすい衛星を構造体と機器配置という設計変数上で最適設計するため、機器配置と可到達性をベースにした評価基準を生成するとともに、機器を自由に配置した後それをつなげる構造体を設計するという設計手法を考案した。また、衛星群を近傍で飛行させるCluster Flightに関して、衛星間距離の最小値および最大値を規定した上で、J2項などの主要外乱のもとで燃料消費をバランスを考慮した上で最小化する飛行軌道の設計をGenetic Algorithmを使って行った。また、クーロン力を利用した監視サービスに関して、周回および一定方向監視を実現する航法誘導・姿勢制御則を提案して、その有効性を検証した。
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