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2018 年度 実績報告書

超小型衛星の宇宙実験による軌道上における宇宙エレベータの運動解析

研究課題

研究課題/領域番号 15H02224
研究機関静岡大学

研究代表者

能見 公博  静岡大学, 工学部, 教授 (20325319)

研究分担者 青木 義男  日本大学, 理工学部, 教授 (30184047)
山極 芳樹  静岡大学, 工学部, 教授 (30220255)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード超小型衛星 / 宇宙テザー / 宇宙ロボット
研究実績の概要

本研究は,超小型衛星を用いて宇宙空間においてテザーを伸展し,テザー上においてエレベータの昇降機を移動させる宇宙実験を実施することを目的としている.テザー伸展技術は山極(静岡大),昇降機移動技術は青木(日本大)が担当し,超小型衛星として能見(静岡大)が取り纏める体制で,50kg級衛星の試験機を開発した.しかしながら,本衛星のミッションは米国NASAが制定するデブリ発生抑制ガイドラインに抵触する可能性があることから,国際調整を必要とすることとなった.このため,試験機の改良を進めるとともに,スケールを縮小した二基の10cm立方サイコロ衛星CubeSatによるミッションを実施することとした.
試験機の開発では、ガイドラインに従い二種類の検討を行った.第一は,テザー伸展回収を昇降機移動実験を含めて数時間以内に実施することとし,テザーリールの改良,具体的にはテザー張力測定装置の改良および伸展ガイド機構による巻き取り性能の改良を図った.第二に,推進機搭載により安全な軌道へ移動してミッションを行うこととし,超小型衛星用推進装置の搭載検討,および搭載可能推進器による軌道変更を検討した.両者とも設計上は可能であることが分かった.
CubeSatは長さ10m程度のテープ形状の金属製テザーを用い,エレベーターの昇降機(クライマー)は 3x3x6cm 程度の小規模なものを開発した.2018年9月23日にH-IIBロケットにより打ち上げられ,同年10月6日に国際宇宙ステーションから放出されたが,通信不調によりミッション実施には至っていない.しかしながら開発過程において,ミニエレベーターの2U CubeSat開発,CubeSat搭載可能なクライマーを開発,コンベックステザー伸展回収機構を開発について,地上試験による機能検証を行った.これらの研究開発成果は,次の宇宙実験に繋がると期待できる.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 9件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] FH Aachen(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      FH Aachen
  • [雑誌論文] Effects of Ascending and Descending Climbers on Space Elevator Cable Dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa, Y., Otsuka, K., Yamagiwa, Y. and Doi, H.
    • 雑誌名

      Acta Astronautica

      巻: 145 ページ: 165-173

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cable Dynamics and Control at the Simultaneous Deployment of the Cables from GEO Station during Space Elevator Construction2018

    • 著者名/発表者名
      Yamagiwa, Y., Tao, K., Sato, S., Otsuka, K and Ishikawa, Y.
    • 雑誌名

      Trans. JSASS Aerospace Tech. Japan

      巻: 16 ページ: 165-171

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Past Results and Future Missions of STARS Series Satellite2019

    • 著者名/発表者名
      M. Nohmi
    • 学会等名
      27th International Symposium on Space Flight Dynamics
    • 国際学会
  • [学会発表] Development and Launch of Mini-Elevator Demonstration Cubesat STARS-Me2018

    • 著者名/発表者名
      M. Nohmi and Yoji Ishikawa
    • 学会等名
      the IAA SciTech Forum' 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Mini Space Elevator Demonstration Satellite STARS-Me2018

    • 著者名/発表者名
      M. Nohmi and T. Kumao
    • 学会等名
      The International Symposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automation in Space
    • 国際学会
  • [学会発表] STARS Project, Cubesat project in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      M. Nohmi
    • 学会等名
      International Conference on Cubesat Technology (I2CT)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optimum Control of Cable Deployment of Space Elevator from GEO Station in Two Directions2018

    • 著者名/発表者名
      (1)Yamagiwa, Y., Sato, S., Sato, T., Arita, S., Otsuka, K. and Ishikawa, Y.
    • 学会等名
      69th International Astronautical Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] Tether Material and Deployment Mechanism for Tethered Satellite Constellations2018

    • 著者名/発表者名
      Darren Raymond Coste and Yoshio Aoki
    • 学会等名
      69th International Astronautical Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] Linear Direct Drive Motor Mechanism for Use in Tethered Satellites2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Maeda and Yoshio Aoki
    • 学会等名
      69th International Astronautical Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] The effects of payload transportation on the tethered systems in low earth orbit2018

    • 著者名/発表者名
      Shun Yokota and Yoshio Aoki
    • 学会等名
      69th International Astronautical Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] Research of Wire Rope Damage Identification Techniques using Sensor Fusion2018

    • 著者名/発表者名
      Kenya Ohtsuka, Akihisa Tabata, Jun Maeda and Yoshio Aoki
    • 学会等名
      The Sixth Japan-US NDT Symposium
    • 国際学会
  • [備考] STARSプロジェクト

    • URL

      http://stars.eng.shizuoka.ac.jp/index.html

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公開日: 2019-12-27  

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