2015 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 / 高精度太陽輻射圧モデル |
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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．
H27年度は，まず(1)に関して，BRDF（Bidirectional Reflectance Distribution Function）を含む任意反射特性かつ任意形状を有する宇宙機の高精度SRPモデル化手法の導出に成功した．計算機上で構成できる最高精度のモデル（レイトレース手法を用いたモデル）に対する誤差をほぼゼロに抑えながら，現実的な範囲の小さな計算コストで任意の姿勢でのSRPの計算ができるようになった．
また，(2)に関しては，H26年度に構築したLyapunov関数を用いたフィードバック制御ベースの準最適制御則を発展させ，最適姿勢制御則を解析的に導出することに成功した．さらに，導出した最短時間姿勢マヌーバを仮定することにより，通常は膨大な計算コストを要するソーラーセイルの姿勢・軌道の同時最適化問題を，現実的な計算コストで解く手法を導くことができた．これにより，モデル化誤差がない状況においてはソーラーセイルの姿勢・軌道の誘導が可能になった．
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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
3年間の研究により，可変反射率デバイスを用いたソーラーセイルの姿勢・軌道同時最適化問題を効率的に解く誘導制御計画手法を構築できるなど順調に進めることができた一方で，本研究で新たに導出した高精度SRPモデルを軌道上で精密に推定するには，計画当初の想定よりも精緻な議論が必要であることが判明し，追加の研究を実施する必要が生じたため，次年度も継続して研究を実施することとした．
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| Strategy for Future Research Activity |
H27年度に導出した高精度SRPモデル構築手法をスピン型ソーラーセイルに適用し，現在仮定している（相対的に簡易な）SRPモデルのモデル化誤差の評価や軌道上でのモデル推定手法を研究するとともに，モデル誤差に対するロバストな姿勢・軌道誘導制御方式を検討し，現実的な状況でのソーラーセイルの高精度誘導制御手法を提案する．
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| Causes of Carryover |
本研究で新たに導出したSRPモデルを軌道上で精密に推定するには，計画当初の想定よりも精緻な議論が必要であることが判明し，追加の研究を実施する必要が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ロバストな姿勢・軌道誘導制御方式を検討し，モデル誤差がある現実的な状況でのソーラーセイルの高精度誘導制御手法を確立する．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信は重要と考えており，積極的に実施していく．
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Research Products
(5 results)
