2014 Fiscal Year Research-status Report
膜面の変形を考慮したソーラーセイルの姿勢・軌道の高精度誘導手法に関する研究
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25820408
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
船瀬 龍 東京大学, 工学系研究科, 准教授 (70509819)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ソーラーセイル / 可変反射率デバイス / 燃料フリー制御 / 高精度光学特性モデル / BRDF / 最短時間姿勢制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は， (1)ソーラーセイルの姿勢軌道運動モデルの高精度化とそれに対応した軌道上でのモデル推定手法の導出，(2)モデル誤差に対してロバストな誘導制御手法の導出，の2つ方向のアプローチにより，実用ミッションで要求される高精度なソーラーセイルの姿勢・軌道誘導手法を確立することが目的である．
平成26年度は，まず，(2)の初期検討として，モデル化誤差がない場合の誘導制御方法を検討した．前年度に導出した，可変反射率デバイスによって時間的に光学特性を制御できる一般化されたソーラーセイルの姿勢運動モデルを用いて，軌道制御の時定数に対して十分短い時定数で姿勢マヌーバを行うための準最適（最短時間）姿勢マヌーバ則を導出した．Lyapunov関数ベースのフィードバック制御系を用いることによって，簡便な計算でありながら非線形計画法等に基づく最適制御プロファイル計算に近い最適性を実現できることが分かった．
また，(1)の太陽光圧モデルの高精度化に関する研究も進展した．宇宙機搭載材料の光学特性の高精度計測と数値解析により，均等なLambert拡散反射と完全鏡面反射の組み合わせによる従来の反射モデルでは材料の現実の反射特性に対して一定のモデル化誤差が発生してしまうことと，BRDF（Bidirectional Reflectance Distribution Function）モデルによって現実の反射特性を表現できることを明らかにし，次年度に構築するソーラーセイルの高精度太陽光圧モデルの前提となる知見を得ることができた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初計画では，高精度モデルを前提とした軌道上モデル同定手法と誘導制御手法の研究に次年度に着手する予定であり，そのために，現実の光学反射特性を表現可能な高精度な太陽光圧モデルの構築を今年度中に完了させる予定であったが，今年度の進展はモデル構築の前提となるデータ・知見を実験・解析によって獲得するまでであった．
高精度モデル構築と，軌道上モデル同定手法・誘導制御手法の研究はある程度平行して実施できるため，次年度は当初計画通り研究を進めることができると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は，高精度な反射特性モデルをソーラーセイルの姿勢・軌道運動モデルに導入するとともに，姿勢・軌道運動モデルの軌道上同定手法と，モデル誤差存在下での誘導制御則について研究し，実用ミッションで要求される高精度なソーラーセイルの姿勢・軌道誘導手法を確立したい．
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| Causes of Carryover |
平成26年度は，本研究とは別の研究プロジェクトに当初想定以上にエフォートを割く必要性が緊急的に生じ，本研究課題に係る国際学会発表や海外の連携研究者との研究ミーティングを実施することができなかったため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
海外学会参加等を通じた研究者コミュニティーへの研究成果発発信や，海外の連携研究者との直接の研究ミーティングは依然重要と考えており，今年度はより積極的に実施していく方針である．
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