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宇宙機システムの多様な故障モードに対して大域的にロバストな最適軌道設計手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 18J02128
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 航空宇宙工学
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

尾崎 直哉  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード軌道最適化 / 確率制御 / ロバスト制御 / 軌道設計 / 惑星探査
研究実績の概要

今年度は,大域的にロバストな最適軌道設計手法への拡張に関する初期検討を行った.特に,惑星周回ミッションにおいて重要である惑星軌道投入に焦点を当てて,研究を遂行した.惑星軌道投入は,惑星探査ミッションにおいて,最もクリティカルなイベントの一つである.2010年に打ち上げられたあかつきミッション(JAXA)では,この惑星軌道投入に一度失敗しており,ミッション全体に大きな損失を与えてしまった.本研究では,このようなクリティカルなイベントに対してロバストな惑星軌道投入則の確立を目的とする.本研究の提案手法を用いると,万が一,惑星軌道投入に失敗してしまったとしても,比較的短時間に惑星と再会合することが可能となる.先行研究では自由帰還軌道を用いてロバスト性を高めていたのに対して,本研究では深宇宙軌道制御マヌーバを行うことを前提としたロバスト軌道投入則を提案した.このような拡張によって,より忠実度の高い確率的な不確定性モデルを扱うことが可能となり,先行研究よりロバストで最適性の高い軌道が実現された.また,本研究結果を,JAXAが検討している火星衛星探査計画MMXの火星軌道投入に適用して,提案手法の実用性を示した.本研究成果は,日本航空宇宙学会JSASSのInternational Symposium on Space Technology and Scienceにて発表を予定している.また,上記の研究とは別に,博士研究で確立したTube Stochastic Optimal Controlに関する論理体系をまとめ,当該分野で権威的であるAAS/AIAA Space Flight Mechanics Meetingで発表し,アメリカ航空宇宙学会AIAAのJournal of Guidance, Control, and Dynamicsへ投稿・査読中である.

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] NASA Jet Propulsion Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 国際宇宙探査機会を利用した超小型深宇宙探査ミッションの展望2019

    • 著者名/発表者名
      尾崎 直哉
    • 学会等名
      超小型衛星利用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Robust Planetary Orbit Insertion Algorithm Using Resonant Orbit Considering Missed-Thrust Uncertainty2019

    • 著者名/発表者名
      Naoya Ozaki, Takuya Chikazawa, Yasuhiro Kawakatsu
    • 学会等名
      Joint Symposium of 32nd ISTS & 9th NSAT
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tube Stochastic Optimal Control For Nonlinear Constrained Trajectory Optimization Problems2019

    • 著者名/発表者名
      Naoya Ozaki, Stefano Campagnola, Ryu Funase
    • 学会等名
      29th AAS/AIAA Space Flight Mechanics Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 火星衛星探査計画MMXの軌道設計2018

    • 著者名/発表者名
      尾崎 直哉,井上 博夏,尾川 順子,池田 人,Nicola Baresi,川勝 康弘
    • 学会等名
      第62回宇宙科学技術連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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