2022 Fiscal Year Annual Research Report
可変形状機能を用いた姿勢軌道制御技術の体系化研究による宇宙システムの革新
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21H04588
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
松永 三郎 東京工業大学, 工学院, 教授
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| Project Period (FY) |
2021 – 2022
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| Keywords | 可変形状宇宙システム / 姿勢軌道同時制御 / 軌道上実証 / 軽量高剛性収納展開構造機構 / 先端宇宙科学ミッション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
可変形状姿勢軌道制御の体系化研究に関して、まず可変形状姿勢制御実証衛星ひばりの運用を続け、姿勢制御の基本的な性能評価を行った。また可変形状姿勢制御を応用した角運動量管理や多地点観測等の検討を行い、ソーラーセイルの姿勢・軌道統合制御については、力学解析を深め統合制御のフローを具体化した。また、柔軟構造の構造解析結果を利用した宇宙機本体の軌道・姿勢運動と柔軟大型構造の変形・振動との連成ダイナミクスの解析手法を定式化し、シミュレーションにより妥当性を示した。
可変形状機構システムの実用化研究に関して、まず前年度に引き続き収納展開機構のプロトモデルの設計・試作、実験・評価を行い、改良を行うとともに、新規アイデアに基づく高剛性展開構造の収納展開機構を総合的に検討した。またSMPと収納可能な伸展ブームを用いる方法を検討し、SMPを用いた折り畳みを実験的に検討した。さらに、超小型可変形状ソーラー電力セイル探査機のミッション・システムを概念設計し、そのミッション要求を満足するジンバル機構システムを試作し、構造かみ合わせおよび電気的な動作の確認、収納およびブーム伸展試験を実施し、提案する構造様式の妥当性を示した。
システム即応設計統合開発と軌道上実証に関して、これまでコンポーネントごとに専用設計していた、高信頼CPU、高性能CPU、電源スイッチ、通信IF等の機能を、基板ごとに物理的に分割し、これを組み合わせて使うことで汎用回路セットとした。ほとんどの回路をこれら単機能基板の組み合わせだけで構成できることで、動作検証等信頼性試験を簡略化できるようになった。
可変形状宇宙機のミッションと仕様の検討に関して、本年度は引き続きひばり搭載装置を用いたデータ取得を進めつつ、次期衛星の検討を開始した。また本研究の成果を踏まえ、経産省の支援による他予算にて、展開膜面トラスの軌道上実証に向けた開発を開始した。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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