2014 Fiscal Year Annual Research Report
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25289305
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
古谷 寛 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (00190166)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂本 啓 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (40516001)
佐藤 泰貴 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 招聘職員 (70726760)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 宇宙システム / 展開構造 / 展開ブーム / 膜構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
収納法と展開機構の開発：本研究で構築するブーム・膜複合構造の大きな特徴は，他のブーム展張式膜構造の提案ではブーム先端でのみ膜と結合せざるおえないのに対し，ブーム・膜を連続的に結合できる構造様式を導入する点である．この新たな「ブーム・膜複合構造」に用いる機構の開発のため，初年度では先ず1.4mX1.4mサイズの展開膜構造試験モデルの試作を行った．これらの結果を踏まえて，本年度は前年度に製作したブーム・膜複合構造ならびに1.7mX1.7mサイズのスケールアップした展開膜構造試験モデルに対し，以下の課題を実施し，機能試験モデル製作のための課題を検討した．
1.展開ダイナミクスを高速度カメラと画像解析ソフトを用いてブーム・膜複合構造の展開挙動を定量的に取得し，その特性の検討を行った．
2.デオービット膜を想定して，ブーム径を小さくしフライトモデルを想定したサイズにしたブーム・膜複合構造の実現について，膜の折り畳み方法と，展開膜の構成を検討し，その実現可能性を明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ブーム・膜複合構造を高収納率で実現できることを，40mm径ブームならびに13mm径ブームを用いた1.4mx1.4mならびに1.7mx1.7mサイズの展開膜構造を試作することを通して実証することができた．また，具体的に重力補償を用いた地上試験によって展開可能であることを示すことができた．地上展開実験を通してブームの展開力と展開挙動が展開特性に大きな影響を与えていることが明らかになったことを踏まえて，ブーム単体の展開特性を定量的に明らかにすることができるとともに，超軽量展開膜構造が，重力補償装置の影響を極めて受けやすいことが明らかになったため，重力補償装置を有する展開特性から実際のフライトモデルの展開特性を推定することの重要性が明らかになった．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究を通して，重力補償装置を有する展開特性から実際のフライトモデルの展開特性を推定することの重要性が明らかになったため，適切な重力補償装置を用いた地上実験方法を確立することが，機能試験モデル設計・製作のために必要であることが示された．これを踏まえて，以下の課題を推進する．
1.本年度ならびに前年度に製作したブーム・膜複合構造に対して，重力補償装置の物理パラメータを変えることによる展開特性の違いを詳細に明らかにする．
2.重力補償装置を有する展開実験結果から，軌道上展開特性を推定するための手法を検討するとともに，重力補償装置を用いた実験方法を確立する．
3.ブーム・膜複合構造の展開ダイナミクスを推定するため，実験データから得られたデータを用いて数値解析を実施し，ブームと連成した膜の展開挙動を詳細に明らかにする．
4.以上の課題を通して，小型衛星搭載を目的とした機能構造モデルを設計するとともに，環境試験モデルの検討・設計を実施する．
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| Causes of Carryover |
本研究で研究開発したブーム・膜複合展開構造を搭載予定であった他研究グループによる小型衛星ミッションの開発が予定通り進められなかったため，機能試験モデルの詳細仕様を確定することができなかった．このため，これまで検討されてきた小型衛星搭載を想定したデオービット用展開膜のためのブームサイズによる展開構造モデルでの製作ならびに展開挙動実験をするにとどまり，機能試験モデルの製作が遅れたため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
小型衛星に展開膜を搭載する開発ミッションが新たに計画されてきたため，これに対応した展開膜構造試験モデルを製作し，地上実験を実施するとともに，これまでの研究成果をあわせて，機能試験モデルの設計・製作のための基本データを取得する．これらを総合し，機能試験モデルの構造体の設計・製作・環境試験を実施する．
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