| 研究課題/領域番号 |
19K15207
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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24010:航空宇宙工学関連
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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 |
須藤 真琢 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙探査イノベーションハブ, 研究開発員 (80712851)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
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: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 月惑星探査 / 探査車 / 着陸機 / テラメカニクス / レゴリス / 月探査 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
将来の月惑星探査に向けて、月や火星特有の環境における地盤と機械の相互作用の解明が急務の課題である。本研究では、月や火星の地表面で探査機（着陸機や探査車）に生じる力や沈下の関係を解析し、その関係を表す数理モデルを構築する。そのために、月や火星の特有環境を模擬する実験装置を開発し、この装置を用いた実験から着陸機の脚、および探査車の車輪と地盤の間で働く力や沈下の様子を詳細に解析する。本研究の完成は、探査機の設計や制御の基盤を与え、月惑星探査プロジェクトの推進に貢献する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、実機実験及び数値シミュレーションによる解析を通して、月や火星の地盤で探査機（探査車や着陸機）に生じる力や沈下の関係を表現するモデルを構築した。探査車の走行挙動に関して、車輪のけん引力と滑りや沈下の関係を表現するモデルを導出するとともに、この関数のパラメータが圧力環境に依存せず、地盤固有の値であることを確認した。着陸機の着地挙動に関して、構築した脚に生じる反力と沈下の関係を表すモデルを用いることで、任意の衝突速度と沈下量に対して脚の反力を推定することが可能となった。本研究によって、月火星環境における探査車や着陸機の動作挙動の解明につながる知見が得られたと考える。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果は、「月や火星特有の環境が地盤と機械の相互作用に及ぼす影響」という問いの解明に寄与するものである。特に真空中の地盤における機械の挙動を学術的観点から扱った報告例は少なく、本研究で構築した数理モデルは、当該分野において先駆的なものである。
また、現在、農業機械や建設機械の自動・自律化に関する研究が盛んに行われている一方で、月や火星の地盤で生じる現象は十分に解明されておらず、地上技術を宇宙開発に応用するためのボトルネックとなっている。本研究から得られた知見やモデルは、このボトルネックの解消に貢献し、地上技術の宇宙開発への応用を推進するとともに、地上技術の発展につながるものであると考える。
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