| 研究課題/領域番号 |
20H00280
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分24:航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
岩崎 晃 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40356530)
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| 研究分担者 |
水谷 忠均 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究領域主幹 (00401232)
木村 俊義 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 上席研究開発員 (20399546)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)
2023年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2022年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2021年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2020年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
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| キーワード | 大型望遠鏡 / 構造制御 / 光学測定 / ストラット / 静止光学 / リモートセンシング / 地球観測 / 構造 / 光学計測 / 宇宙望遠鏡 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
自然災害の増加に伴い、静止軌道からの常時高分解能地球観測に期待が高まっている。しかしながら、通常の地球観測衛星と比較して60倍ほど軌道高度が高くなるため、観測機器が大型化し、高品質の画像を取得するためには、高度な構造制御が必要となる。本研究では、観測機器側に安定した光学計測の仕組みを作るとともに、構造側に高精度な制御手法を導入することで、両者の技術を融合させる、上記の課題を解決する。ミッションを行う観測の研究者およびミッションを提供する構造の研究者が、数学モデルを媒介とすることで、観測をもモデル化し、大型望遠鏡を用いた実験を通じて実証する。
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| 研究実績の概要 |
構造制御系においては、大型光学系支持構造の検証用テストベッド（1m級のスチュワートプラットフォーム）を構築し、変位補正ストラットを制御することで主鏡－副鏡間の並進および回転の位置関係の制御機能を検証した。その結果、副鏡支持パネルが設計通りに6自由度（3方向併進、3方向回転角）の動作を行うことが可能であり、併進制御範囲は10～90μmの制御目標に対し±70nmの制御精度、回転制御範囲は±50arcsecの制御目標に対し±0.5arcsecの制御精度を達成した。これらには外部計測系の変動誤差（治具の熱変形など）も含まれているものの研究目標である目標精度/基準長10^-8オーダを達成できる目途を得た。
波面計測系においては、迷光の影響がほとんどない測定が可能となり、ゼルニケ係数のうち、デフォーカスおよびティルト成分により構造制御系の変位による波面の変動を捉えられる目途を得た。光学シミュレーションからは、球面収差が若干残ることが示唆されたが、本研究を進める上で問題にならないレベルであることも確認した。
構造制御系と波面計測系との融合においては、副鏡支持パネル上に光学計測装置を設置し、光学計測装置を用いて波面収差を測定し、ゼルニケ多項式に展開して感度係数を求めた。検証用テストベッドに設置した70cm級セラミック鏡に対する位置を適切に定めることで、すべてのゼルニケ係数が0に近づくことを確認した。最終的に、テストベッドの変位補正ストラットを波面収差が最小になるように制御することで主鏡－副鏡間の並進および回転の位置関係を最適位置に制御可能であることが実証できた。また、最適位置からずらした検証用テストベッドを最適位置に戻した際の再現性も検証できた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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