2011 Fiscal Year Annual Research Report
帯電量制御によるプロペラントレス衛星編隊飛行の軌道制御に関する基礎研究
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21656222
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
山川 宏 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (50260013)
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| Keywords | 帯電衛星 / ローレンツ力 / ローレンツトルク / 回転運動 / 振動運動 / 編隊飛行 / 軌道移行 / 最適化 |
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| Research Abstract |
円軌道上の帯電していない1機の目標衛星に対する、別の1機の帯電している衛星の相対的な運動に注目して、地球磁場における位置、および、磁場に対する相対速度の関数であるローレンツ力を、人工衛星の地球周回円軌道の軌道要素で表現した。次に、目標となる衛星とともに中心が動く回転座標系における運動方程式を解析的に導いた。そのうえで、帯電衛星の帯電量の制御、ひいては、ローレンツ力の制御によって、目標衛星を中心とした任意の相対的な位置に移動させる可能性について検討した。これらの結果を論文"Spacecraft Formation Flying Dynamics and Control Using the Geomagnetic Lorentz Force"にまとめ、学術雑誌に投稿予定である。また、帯電衛星の姿勢制御について、宇宙機重心から離れた位置における帯電部分が、地球磁場中を移動する際に発生するローレンツ力によるトルクという概念を提案し、重力傾斜トルクにローレンツ力によるトルクが加わることで、どのような姿勢運動が可能になるかを検討した。2つの正負に帯電する部分を持つ人工衛星を想定して、それぞれの帯電部分には、逆向きのローレンツ力が働くことを利用する。人工衛星が地球の赤道面の上空を飛翔するとして、初期の角度と角速度の条件に依存して、人工衛星が回転運動あるいは振動運動を続けるという結果が得られた。これらの結果をActa Astronautica誌において発表した。
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