人工衛星群の編隊飛行による合成開口望遠鏡のための高精度位置・姿勢制御に関する研究
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21J11890
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
鈴本 遼 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | 超高精度フォーメーションフライト / 衛星編隊飛行 / 数値シミュレーション / 地上実験 / 合成開口望遠鏡 / 小型衛星 / 衛星システム設計 / 観測波長級精度 / 人工衛星 / フォーメーションフライト / 地球リモートセンシング / 制御実験 |
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| Outline of Research at the Start |
GEOからの地上リモセン観測により，災害監視に必須な分単位の時間分解能を達成できるが，LEOからの観測と比較して空間分解能は悪化する．そこで，単一衛星と比較し遥かに大きな口径を達成し，高頻度・高解像度観測を実現できる「複数衛星による合成開口望遠鏡(FFSAT)」を用いた“静止リモセン衛星”を提案している．その実現には，μm級精度の衛星編隊飛行技術が不可欠である．この超高精度な衛星制御を達成するために，実際の機器を用いた特性取得実験や制御実験と，コンピュータによる宇宙空間を模擬した数値計算を組み合わせ，その結果を相互にフィードバックさせることで，説得力のある制御則の構築とシステム設計を実現する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，観測波長以下級精度という超高精度フォーメーションフライト（衛星編隊飛行） (FF) を実現するために，観測波長級 (μm級) 精度の FF の形成と維持の制御則を構築した．そのための中心的なアイデアは，① 超高精度 FF が盛んに研究された 2000 年代初頭と比較して，現在は様々な新しい高精度コンポーネントが出現しており，それを積極的に活用すること，② 新しいコンポーネントを含めた様々なコンポーネントを組み合わせ，その精度 “梯子” をつなげることで，粗い FF 制御から最終的な観測波長以下級精度の FF を達成しようとすること，③ ミッション機器を FF 制御のためのセンサにしてしまうことで絶対距離計の不在を補う発想，つまり，ミッション機器（望遠鏡）を用いて，“質の良い観測画像” が撮影できる衛星位置・姿勢が，結果的に “制御誤差の小さい” 状態である，という，“結果整合的” な制御を提案することである．これまでに実現されている FF 制御よりもはるかに高い精度での FF 制御のフィージビリティを説得力を持って示すためにも，FFSAT (Formation Flying Synthetic Aperture Telescope) という具体的なミッションを想定し，そのシステム設計をもとに制御則を構築した．そして，数値シミュレーションに加えて光学系を伴った実験も行うことで，双方の特徴を補完した妥当性のある制御則の検証を実施した．その結果，観測波長級精度の FF の形成と維持の制御則を構築・検証することができた．つまり，m級，mm級，観測波長級(μm級) ，そして観測波長以下級精度という超高精度 FF のための制御精度 “梯子” が完成することになり，観測波長以下級精度の超高精度 FF の目処がたったと考える．また，本研究では FFSAT という具体的なミッションを想定しているが，本制御則の考え方は FFSAT 以外のミッションにも適用することが可能である．
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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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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
