研究課題/領域番号 |
18K04560
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研究種目 |
基盤研究(C)
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配分区分 | 基金 |
応募区分 | 一般 |
審査区分 |
小区分24010:航空宇宙工学関連
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研究機関 | 九州大学 |
研究代表者 |
坂東 麻衣 九州大学, 工学研究院, 准教授 (40512041)
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研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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キーワード | 多体問題 / 低推力 / 三体問題 / 多様体 / 惑星間軌道 / 不変多様体 / 最適制御 / スパース最適制御 / トランジット軌道 / 多体力学系 / 4体問題 / 軌道力学 |
研究成果の概要 |
多体力学系において,人工的な加速度を付加することで低コストで惑星間移行を達成するための手法を構築した.まず,一定加速度の大きさや方向を変化させることで,人工的な平衡点と周期軌道の位置を所望の場所に制御可能なことを明らかにした.に,惑星間航行の簡単化された問題として,異なる平衡点周りの周期軌道を考え,それに付随する不変多様体の構造を利用した周期軌道間の移行法を提案した.さらに,多体力学系の制御理論として,凸最適化を用いた燃料最小軌道の設計法を構築した.提案手法により,極めて小さな推力レベルの連続加速推進を仮定した惑星間移行の基礎が構築された.
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
2001年NASAにより打ち上げられたジェネシスミッション以来,多体力学系の性質を積極的に利用することで効率的な軌道が実現され,2体問題では実現しえない特殊かつ工学的に有用な軌道がミッションにおいて多く用いられている.しかし,これまでの多体力学系の軌道設計は天体の重力場が作る力学系の運動から条件をみたす軌道を数値的に見つけだすものであり,設計の自由度は高くなかった,そこで,設計の自由度を高めるため解析的なアプローチによって多体力学系の効果を利用した低推力宇宙機の軌道設計を行い「多体力学系の力学構造の効果を最大限利用するためには,低推力をどのように加えるのが良いのか」を明らかにすることができた.
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