| 研究課題/領域番号 |
16K21033
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
中西 洋喜 東京工業大学, 工学院, 准教授 (90361120)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 軌道上サービス / スペースデブリ / 捕獲機構 / コンベックスバネ |
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| 研究実績の概要 |
平成29年度は、平成28年度に得られた知見をさらに発展させ、デブリ捕獲に適した動作を行うコンベックスバネの試作と把持機構の検討を実施した。28年度ではコンベックスバネの把持力に対する力学特性の解析を実施したが、今年度はコンベックスバネの曲げ運動とコンベックス形状の関係および、デブリ把持に対して最適な把持力分布や曲げ動作の速度等の設計指針について実験を交えて検討を行った。数種の厚さ、樋状断面の曲率、長さのコンベックスバネを試作し、これらの変形動作をハイスピードカメラにより観察を行い、曲げ運動のモデル化を進めた。試作に当たり、異なる曲げ力が分布する高機能コンベックスバネについて，バネ製造業者へのヒアリング等を通じて，複数枚のコンベックスバネの重ね合わせで実現可能であることを明らかにした。また、実際のデブリ捕獲ミッションを想定した捕獲ターゲット、条件、および捕獲機構に対する要求について整理・検討を行い、これらの要求を満たす捕獲機構について、一例としてばね力とリンク機構で実現できることを示し、試作・実験により良好な結果を得ることができた。本機構をコンベックスバネにより代替・簡略化する手法、および大型対象物の把持を見据えたバネの大型化、組合わせ法について検討を実施した。さらに、超小型衛星（CubeSat）を用いて本捕獲システムを軌道上で実証するために必要なミッションシナリオおよび衛星バス構成等について検討を開始した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究課題の本年度目標としていた、試作コンベックスバネを用いた力学解析および把持機構の基本的な要求仕様、把持戦略、簡易モデルによる把持実験について予定通り研究を達成している。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後はこれまで得られた知見をさらに発展させ、デブリ捕獲に適した動作を行う機構のシミュレーション及び試作を行う。デブリ把持に対して最適な把持力分布や曲げ動作の速度等の設計指針について明らかにするとともに、これを実現するコンベックスバネの制御法及び把持に適した高機能コンベックスバネの設計法についても明らかにする。また、デブリに巻き付くのみならず、膜や網といった有効性が示唆されつつも形状のコントロールが困難なため実現されていなかった柔軟機構との組み合わせなどを検討し、より高機能なものを模索していく。さらに、実用化に向けて必須となる軌道上実証について、超小型衛星(数十cm級)での実証ミッションの検討を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コンベックスバネ試作および実験装置製作に要した費用が予定よりも安価に済んだため。
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