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重力捕捉軌道とその火星衛星探査計画(MMX)への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19F18371
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分24010:航空宇宙工学関連
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

川勝 康弘  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, 教授 (80373439)

研究分担者 DEI TOS DIOGENE ALESSAND  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, 外国人特別研究員
DEI TOS DIOGENE ALESSANDRO  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, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2019年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードTrajectory optimization / Nonlinear astrodynamics / Ballistic capture / Dynamical system theory / Low-thrust transfer
研究開始時の研究の概要

JAXA宇宙科学研究所(ISAS)では、2024年の打ち上げを目指した火星衛星探査計画(MMX)の研究を進めている。火星衛星を周回する軌道への探査機の投入は、MMXにおける最も重要かつ危険な運用の一つであり、クリティカルな軌道投入マヌーバなしに探査機を周回軌道に投入できる重力捕捉は、運用リスク回避の観点で最も魅力的な選択肢である。本研究では、重力捕捉に関する申請者の研究成果をMMXの軌道投入に適用し、力学系理論を応用した安全かつ効率的な投入軌道の体系的な設計手法を確立する。

研究実績の概要

a) MMX: I adjusted the ballistic capture model and computed quasi-periodic orbits near Phobos. I investigated the orbit design and demonstrated that the baseline QSOs can be maintained with as low as 6.3 m/s a month. Impulsive transfers indicates budget ~100 m/s and ToF between 7 hr and 2 days.

b) DESTINY+: I optimized the GTO-to-Moon spiral ascent and the interplanetary cruise to Phaethon under strict operational constraints. High-fidelitysolutions give robustness against programmatic and operational delays.

a) EQUULEUS: I provided the end-to-end trajectory product, accounting for realistic high-fidelity models and operational constraints. I shed light to the solution structure for optimal lunar transfers, creating a database oftransfers compatible with the launch parameters.

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 8件)

  • [国際共同研究] The candidate collaborated with JPL(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] JPL(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Multiple-Target Low-Thrust Interplanetary Trajectory of DESTINY+2021

    • 著者名/発表者名
      O. Celik, D. A. Dei Tos, T. Yamamoto, N. Ozaki, Y. Kawakatsu, and C. H. Yam
    • 雑誌名

      J. Spacecr. Rockets

      巻: - 号: 3 ページ: 830-847

    • DOI

      10.2514/1.a34804

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Trajectory Design and Maintenance of the Martian Moons eXploration Mission Around Phobos2020

    • 著者名/発表者名
      N. Baresi, D. A. Dei Tos, H. Ikeda, and Y. Kawakatsu
    • 雑誌名

      J. Guid. Control. Dyn.

      巻: - 号: 5 ページ: 996-1007

    • DOI

      10.2514/1.g005041

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Genetic optimization for the orbit maintenance of libration point orbits with applications to EQUULEUS and LUMIO2020

    • 著者名/発表者名
      D. A. Dei Tos and N. Baresi
    • 学会等名
      AIAA Scitech Forum 2020, Orlando FL US
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Operations-driven low-thrust trajectory optimization with applications to DESTINY+2020

    • 著者名/発表者名
      D. A. Dei Tos, T. Yamamoto, N. Ozaki, Y. Tanaka, F. Gonzalez-Franquesa, N. Pushparaj, O.Celik, T. Takashima, K. Nishiyama, and Y. Kawakatsu
    • 学会等名
      AIAA Scitech Forum 2020, Orlando FL US
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Operations-driven low-thrust trajectory optimization with applications to DESTINY+2020

    • 著者名/発表者名
      D. A. Dei Tos, Y. Kawakatsu. et al.
    • 学会等名
      AIAA Scitech Forum 2020, Orlando FL US
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mission design of DESTINY+2019

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Yamamoto, D. A. Dei Tos, Y. Kawakatsu. et al.
    • 学会等名
      ISTS 2019, Fukui Japan
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sensitivity analysis and stationkeeping of near-rectilinear halo orbits2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Chikazawa, D. A. Dei Tos, Y. Kawakatsu. et al.
    • 学会等名
      ISTS 2019, Fukui Japan
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The new trajectory design of EQUULEUS,2019

    • 著者名/発表者名
      Nicola Baresi, D. A. Dei Tos, Y. Kawakatsu. et al.
    • 学会等名
      ISTS 2019, Fukui Japan
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Orbit Design and Maintenance in the Elliptical Hill Problem with Applications to the Phobos Sample Return Mission MMX2019

    • 著者名/発表者名
      Nicola Baresi, D. A. Dei Tos, Y. Kawakatsu. et al.
    • 学会等名
      IAC 2019, Washington D.C US
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DESTINY+ Low thrust trajectory design from Earth orbit to Asteroids flyby2019

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto, D. A. Dei Tos, Y. Kawakatsu. et al.
    • 学会等名
      IAC 2019, Washington D.C US
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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