| 研究課題/領域番号 |
19K15020
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21040:制御およびシステム工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 |
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研究代表者 |
佐々木 貴広 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (00835168)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 制御工学 / ロバスト制御 / デブリ除去 / 姿勢制御 / トルク平衡姿勢 / 軌道制御 / 軌道降下誘導則 / 適応誘導則 / 宇宙デブリ除去 / 宇宙機システム / 姿勢誘導 / 軌道上外乱利用 / アストロダイナミクス / 駆動則設計 / 軌道上外乱 / 人工衛星 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、主に以下2つの研究を実施する。
①小型除去衛星が大型デブリ結合後に航法センサを用いて慣性モーメント・残留磁気モーメントおよび空力中心・重心位置を衛星の運動モデルから逆算し、推定するアルゴリズムを提案する。
②得られた推定値を用いて大型デブリ結合後に小型衛星システムで成立する効率的なデブリ落下 (デオービット)を実現するために、軌道上外力を積極的に利用した誘導則の提案、外乱や推定誤差があっても安定性を保証するロバストな姿勢制御器の設計を行う。
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| 研究成果の概要 |
宇宙デブリの自然増加の抑制には、大型デブリ除去が有効である。本研究では、大気抵抗を積極的に利用することで、搭載燃料が限られている小型衛星でも素早く大型宇宙デブリを除去できる姿勢誘導則を提案した。また、モデル誤差があった場合でも制御量からオンボードで学習し、正しい目標姿勢へと修正する適応誘導則を提案し、宇宙空間やモデルの不確かさにロバストなデブリ降下システムが確立できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
宇宙デブリの自然増加の抑制に有効である大型デブリ除去は、年間除去目標における費用対効果を考えたとき、小型衛星によって実施される必要がある。小型衛星に搭載可能な非力なアクチュエータシステムで大型デブリを効率的に落とすには、大気抵抗を積極的に利用することが有効である。本研究で確立された誘導制御方式は、500kg級の小型衛星で3000kgの大型宇宙ゴミの除去を可能とするものであり、将来の持続的な宇宙ゴミ除去システムの構築へと役立つ成果であると考える。
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