2023 Fiscal Year Annual Research Report
超高精度フォーメーションフライトと補償光学による合成開口望遠鏡の地上実証
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21H01534
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| Research Institution | Meisei University |
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Principal Investigator |
宮村 典秀 明星大学, 理工学部, 教授 (50524097)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
五十里 哲 明星大学, 理工学部, 主任研究員 (00802977)
横堀 慎一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 学術専門職員 (10898860)
中須賀 真一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40227806)
川端 洋輔 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (80803006)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | フォーメーションフライング / 能動光学 / 補償光学 / リモートセンシング / 小型衛星 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、静止軌道周辺に超小型衛星を配置することで高空間分解能と高時間分解能を両立する「静止リモセン」の学術分野を切り開くことを目指し、複数の超小型衛星が共同して光学系を構成する「合成開口望遠鏡」の実現手法を提案する。そのためのキー技術は超高精度フォーメーションフライト、能動光学、補償光学と、これらの協調制御である。本研究では要素技術を確立し、「合わせ技」による合成開口望遠鏡の地上実証を行うことを目的とする。
能動光学を用いたμm級精度の達成に向けて、合成開口望遠鏡を構成する分割鏡を直接制御する能動光学によって光学系の相対精度を高める手法を研究した。具体的には、点光源に最適化したPSF最適化による合成開口の精密調整手法をもとに、広がりのある観測対象にも応用可能なESI(Extended Source Image; 面光源画像)最適化手法を提案した。
補償光学による観測波長の数分の1精度の達成に向けて、従来の天体望遠鏡で実績があり、JWSTの最終フェーズでも利用されるPhase Diversity波面センサと、近年、MITのCubeSat DeMiで宇宙実証が進められている可変形鏡を用いた補償光学手法を用いて、最終フェーズにおける波面推定および波面補正手法調整手法を確立した。さらに、補償光学の異なるアプローチとして、観測画像から算出した評価関数を用いたSPGDアルゴリズムを利用することで、光学モデルを用いずに波面補償を行う手法を提案した。
統合システムの構築と地上実証に向けて、光学定盤上に光源とコリメータを用いた無限遠観測システムと、鏡衛星と撮像衛星と各種センサ・アクチュエータをモデル化したFFSATのハードウェアシミュレータを用いた統合実験システムを構築した。これまでの実験で前提とした点光源を面光源として利用可能なテストチャートに置き換えた実証実験を行い、調整精度を達成した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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