| 研究課題/領域番号 |
19K04256
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 金沢大学 (2021-2022)
大阪大学 (2019-2020) |
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研究代表者 |
莊司 泰弘 金沢大学, 先端宇宙理工学研究センター, 准教授 (70582774)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 姿勢計測 / 成層圏気球 / データ解析 / 姿勢運動 / 機械力学 / 状態推定 / 過渡状態 / 実測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
成層圏気球は宇宙観測や宇宙工学の予備実験等のため世界中で用いられる．気球フライトシステムの姿勢運動はミッションの成否に大きく影響するが，その運動特性は上昇，下降中に大きく，水平浮遊中は小さくなることが知られている程度で，減衰特性などを定量的に予想する方法は確立されていない．研究代表者は，これまでにフライトシステム各部の姿勢運動と変形を計測解析する手法を開発し，実証した．これを用いてフライトシステム各部の姿勢運動データを収集，解析し，様々なフライトシステムに対して統一的に適用できる姿勢運動減衰モデルの獲得を目指す．本研究により気球による科学観測技術の発展に貢献する．
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| 研究成果の概要 |
研究室で開発したGPS姿勢ロガーを用いて，飛翔中の成層圏気球フライトシステム全体の姿勢挙動を測定した．4年間の研究期間において4件の実験を実施し，そのうち3件はデータが幹線であることを確認した．また残り1件はデータの回収を進めている．
気球フライトシステムの姿勢運動の過渡状態を解析することを目的にデータ処理を進めていたところ，データに周囲の環境温度変化が強く影響していると示唆される振る舞いが見られた．そのため，過渡状態の解析に先だって，温度の影響を後処理で除去する方法の研究を進めた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
成層圏気球は宇宙科学分野において，一つの観測手段であるばかりでなく，最先端のテクノロジを宇宙に近い環境におけるミッションに適用し，人工衛星などの宇宙技術開発につなげるためにも重要なプラットフォームである．気球の利用目的には，機器を搭載するゴンドラを特定の方向に向ける制御が必要となるものもある．一方，方向制御システムを設計するためには，制御対象の特性をよく把握する必要がある．現在そのようなデータの蓄積はは十分ではない．本研究はデータ収集，蓄積という点だけでも，気球実験を通した宇宙技術開発に対して大きな貢献となると期待される．
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