研究課題
若手研究
太陽輻射圧を推進力とするソーラーセイルは，推進力の制御に姿勢制御が必要であるが，太陽輻射圧に起因するトルクが姿勢外乱にもなるため，姿勢制御のために推進剤を消費することになる．そこで，本研究では可変形状ソーラーセイルを提案する．セイルの形状を変化させることで太陽輻射圧を制御し，外乱トルクを蓄積させずに所望の推進力を得ることが可能となる．つまり，完全推進剤フリーな航行が実現できることになり，特に推進剤搭載量の制約が厳しい超小型探査機に適している．本研究では，力学・制御理論の構築と検証を行った上で，その技術実証を行う超小型深宇宙ミッションの設計を行う．
可変形状ソーラーセイル，特に一軸ジンバルを有する傘型（ピラミッド形状）ソーラーセイルの軌道・姿勢同時制御理論の基礎部分の確立に加え，その応用ミッション策定のためのラグランジュ点近傍や月近傍の様々な軌道設計を新たに考案した．特に多数の軌道設計については推進剤フリーな軌道・姿勢制御性能を存分に活かした長期に渡る探査ミッションに資するものであり，実ミッションに応用するための基礎研究に一通り取り組めたといえる．
太陽輻射圧を推力として利用するソーラーセイルは，近年研究が活発に行われている超小型深宇宙探査機の航行能力を増強できる推進システムであり，超小型深宇宙探査ミッションの高度化に資すると期待される．ソーラーセイルを実際に利用する場合は探査機の軌道制御のために姿勢制御が必要であり，軌道と姿勢を同時に制御するシステムが求められていた．本研究ではこれを可能とする可変形状ソーラーセイルの制御則を体系的に求めるとともに，近い将来の月探査，月開発に資するミッション設計を行っており，超小型ソーラーセイルによるこれらのミッションの実現性を大幅に向上できたといえる．
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すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)
Astrodynamics
巻: 8 号: 1 ページ: 161-174
10.1007/s42064-023-0186-0
巻: - 号: 4 ページ: 483-506
10.1007/s42064-023-0192-2
Journal of Spacecraft and Rockets
巻: 60 号: 5 ページ: 1527-1540
10.2514/1.a35559
巻: 59 号: 6 ページ: 2129-2147
10.2514/1.a35324
Acta Astronautica
巻: 193 ページ: 182-196
10.1016/j.actaastro.2021.12.044
