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多様な大きさのスペースデブリに適用可能な金属銛によるデブリ捕獲技術の実現

研究課題

研究課題/領域番号 18K04572
研究種目

基盤研究(C)

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
研究機関防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)

研究代表者

田中 宏明  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 教授 (90532002)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
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: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードスペースデブリ / 宇宙ゴミ除去 / Active Debris Removal / 金属製銛 / Harpoon / Space debris / Active debris removal / Free falling target / Johnson Cook model / 航空宇宙工学 / デブリ除去システム / デブリ捕獲技術 / 金属銛 / Johnson Cookモデル / 捕獲技術 / 衝突
研究成果の概要

金属銛を用いたスペースデブリ捕獲技術に関して,自由落下中の固定されていない回転する構造物への金属銛撃ち込み試験装置を開発,実験を行うとともに,関連する数値解析モデルを構築した.次に,金属製銛によるスペースデブリ捕獲に適した銛先端形状に関する検討として,4種類の先端部を有する金属製銛の撃ち込みに関する数値解析と実験を実施した.その結果,先端円錐形状銛は貫入速度が比較的小さく,また,花弁状に対象物を裂きながら貫入することで貫入後に十分な保持力が得られた.これらの研究を通して多様な多様な大きさのスペースデブリに適用可能な金属銛によるデブリ捕獲技術に関する見通しを得た.

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在,宇宙開発においてスペースデブリが大きな問題となり,能動的なデブリ除去の重要性が増している.本研究は,能動的なデブリ除去において金属製銛を用いてデブリを捕獲することを目指したものであり,本捕獲方法の適用範囲や効率的な銛形状に関する知見を得るなど,社会的にも有意義な結果が得られている.また,この研究では世界初の試みとして自由落下中の固定されていない構造物への金属銛撃ち込み試験装置を開発,実験を行っており,従来評価できていなかった挙動評価を行うなど学術的意義も大きい.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Experimental Study on Lodging a Metal Anchor into Free-falling Targets for Space Debris Mitigation2018

    • 著者名/発表者名
      Ba Thanh Long Nguyen, Hiroaki Tanaka, Hidehiro Hata
    • 雑誌名

      TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES

      巻: 61 号: 5 ページ: 219-225

    • DOI

      10.2322/tjsass.61.219

    • NAID

      130007481273

    • ISSN
      0549-3811, 2189-4205
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] スペースデブリ捕獲に向けたデブリ模擬構造への金属銛撃込みに関する数値解析2021

    • 著者名/発表者名
      田中宏明,玉置悠人
    • 学会等名
      第9回 スペースデブリワークショップ
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Study on Harpooning a Metal Anchor to Free-Falling Rotating Targets for Capturing Space Debris2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Tanaka
    • 学会等名
      The 16th European Conference on Spacecraft Structures, Materials and Environmental Testing
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Penetration Characteristics of Metal Harpoons with Various Tip Shapes for Capturing Debris2021

    • 著者名/発表者名
      Yuto Tamaki, Hiroaki Tanaka
    • 学会等名
      8th European Conference on Space Debris
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属銛によるスペースデブリ捕獲に向けた銛先端形状に関する解析的評価2020

    • 著者名/発表者名
      田中宏明
    • 学会等名
      日本機械学会2020年度年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] スペースデブリ模擬構造への金属銛撃込みにおける銛先端形状の影響に関する数値解析および実験評価2020

    • 著者名/発表者名
      田中宏明
    • 学会等名
      第29回スペース・エンジニアリング・コンファレンス
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Simulation on Harpooning a Metal Anchor for Capturing Space Debris2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Tanaka and Ba Thanh Long Nguyen
    • 学会等名
      32nd International Symposium on Space Technology and Science
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 固定されていない回転物体への金属銛撃ち込み試験装置開発2019

    • 著者名/発表者名
      田中宏明,網谷奨太,梨本実里
    • 学会等名
      第 28 回スペース・エンジニアリング・コンファレンス
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 先端二山形状銛のデブリ模擬構造への撃込み試験2018

    • 著者名/発表者名
      田中宏明,小山将弘,村松泰輔,バ タイン ロングェン,岡本博之,河本聡美
    • 学会等名
      第60 回構造強度に関する講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] スペースデブリ捕獲に向けた金属製銛撃ち込みに関する数値シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      田中宏明,グエン バ タイン ロン
    • 学会等名
      第 27 回スペース・エンジニアリング・コンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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