| 研究課題/領域番号 |
21H04591
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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 | 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 |
宮崎 康行 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 (30256812)
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| 研究分担者 |
佐藤 泰貴 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, 准教授 (70726760)
有田 祥子 静岡大学, 工学部, 助教 (50800629)
奥山 圭一 日本大学, 理工学部, 教授 (30442461)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 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 |
42,770千円 (直接経費: 32,900千円、間接経費: 9,870千円)
2023年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2022年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
2021年度: 22,230千円 (直接経費: 17,100千円、間接経費: 5,130千円)
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| キーワード | ゴッサマー構造 / 宇宙構造物システム / 展開構造 / 高精度構造 / 自己展開構造 / 構造設計理論 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は，膜・ケーブルなどの張力構造（ゴッサマー構造）と，それを支持する軽量で剛な圧縮構造により自己平衡多体系を成す展開宇宙構造物（ゴッサマー多体宇宙構造物）について，膜面の折り癖の影響や配線等も考慮しながら，軌道上での展開後形状を予測する理論とそれに基づく数値解析コードを開発する．そして，それに基づき，高精度に所望の形状に展開する方法（例えば10m級の構造物で誤差1mm以下程度）を明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
高精度ゴッサマー構造の実現に必要な解析モデルおよび解析手法を明らかにするとともに、その成果を実ミッションに適用した。主な成果は以下の6つにまとめられる。成果1：自己伸展膜面構造の構造保存解法の開発、成果2：膜面の折り目の粘弾性変形の評価法の開発、成果3：膜面表面配線用巴折り構造の変形特性の解明、成果4：ソーラーセイル構造の高精度化、成果5：深宇宙探査機搭載磁気センサ支持用伸展ブームの高精度化、成果6：自己展開膜面レクテナの高精度化。この他、一般的な薄肉開断面双安定ブームおよびその展開・収納機構の設計法を明らかにし、また、現在進行中の宇宙プロジェクトに本研究の設計・解析法が採用された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した、自己伸展構造の非線形動力学の構造保存解法およびその解析コード、ゴッサマー構造の形状精度保証法は、柔軟多体力学の発展をけん引するのみならず、従来は困難であった、ゴッサマー構造の運用時の精度保証を可能とし、宇宙構造物工学の発展に貢献する。実際、従来、ゴッサマー構造は、軽量で展開・収納性に優れるものの、高精度化はもちろんのこと、軌道上での精度を保証することすら難しく、適用可能なミッションが限られていた。本研究はソーラーセイルやセンサ搭載用伸展ブーム、衛星間無線送電用展開膜面レクテナといった実ミッションに実際に適用することで、この状況を打破し、今後の宇宙利用の拡大に寄与する。
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