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2018 年度 実績報告書

強摂動環境下の天体力学の新展開 -超遠方天体への自律ランデブー技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 18H01628
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

津田 雄一  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 (50370101)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード太陽系探査 / 誘導 / 航法
研究実績の概要

申請書に記載の全体計画に基づき,本年度は以下の2つの活動を進めた.
1)はやぶさ・はやぶさ2の実運用データを活用した小天体相対誘導航法の体系化:本年度ははやぶさ2が小惑星Ryuguへ到着し,画像航法評価の源泉となりうる良質のデータを多数取得した.これらのはやぶさ2運用データを,天体相対航法誘導の観点で抽出整理し,画像航法情報としてデータベース化を行った.また,はやぶさ2プロジェクトが出力する航法情報と,当研究で検討している画像マッチング手法を比較することで,航法の観点での一次評価を実施した.はやぶさ・はやぶさ2は地球距離2AU前後にて小惑星への着陸を試みるが,その際に得られる天体モデリングや誘導航法の知見を利用し,3AU以遠の超遠方天体への着陸のための課題抽出を行った.特に,小惑星環境特有の強摂動下の天体力学の解析技術の研鑽・集約の観点で,実データのあるRyuguを対象に,ランデブー軌道や周回軌道の検討を実施し,解析人材及び解析ツールを蓄積した.
2)画像航法技術の研究:天体相対航法を実現するための最も重要な要素技術に,天体画像処理技術が挙げられる.本年度は,自律運用に有望な自動画像認識技術を複数抽出し,実時間アルゴリズム化することを目指して,机上検討を実施した.さらに,1)のデータベースを入力とする,画像航法のソフトウェアシミュレーション評価のプラットフォームを構築した.
1)2)の一連の活動により,自律画像航法の基本的な実験環境を整えた.

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

当初掲げた2つの活動項目 1)はやぶさ・はやぶさ2の実運用データを活用した小天体相対誘導航法の体系化,2)画像航法技術の研究 ともに,当初計画通り進捗した.はやぶさ2ミッションから本研究の進展に必要なデータを取得できたことも,計画通りの進捗に寄与した.

今後の研究の推進方策

申請書に記載の全体計画に基づき,本年度は以下の2つの活動を進める.
1)画像航法データベース化の完成
はやぶさ2は2018年6月27日に小惑星Ryuguに到着し,以降たくさんの観測画像データが取得できている.昨年度までに完成した画像航法データベースシステムへの,観測画像の登録を引き続き進めるとともに,天体相対誘導航法の解析技術について研究を進める.はやぶさ2プロジェクトより,実際の運用実績に基づく誘導航法精度を取り込むことで,現実的な設計パラメータを絞り込む.また,前年度に引き続き,小天体研究のコミュニティとの研究会等を通じて,小天体相対誘導航法手法について広く研究題材を創出することを心がける.
2)画像航法技術の研究
前年度の検討結果に基づき,天体画像処理技術のハードウェア回路を製作する.複数の画像処理アルゴリズムを試行し,「遠方天体自律相対光学航法」に適した手法を探索する.研究遂行に当たっては,画像処理および組み込み機器の専門家を集めた研究会を定期的に実施する.

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Extension of Stable Terminator Orbit around Small Bodies2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Oki, Y. Tsuda, J. Kawaguchi
    • 雑誌名

      Acta Astronatuca

      巻: 157 ページ: 180-188

    • DOI

      10.1016/j.actaastro.2018.12.027

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stability Analysis of Coupled Orbit-Attitude Dynamics Around Asteroids Using Finite-Time Lyapunov Exponents2019

    • 著者名/発表者名
      Shota Kikuchi, Yuichi Tsuda, Makoto Yoshikawa, Jun’ichiro Kawaguchi
    • 雑誌名

      Journal of Guidance, Control and Dynamics

      巻: 42(6) ページ: 1289-1305

    • DOI

      10.2514/1.G003879

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prearrival Deployment Analysis of Rovers on Hayabusa2 Asteroid Explorer2018

    • 著者名/発表者名
      Van wal, S., Tsuda, Y., Yoshikawa, K., Miura, A., Tanaka, S., Scheeres, D.
    • 雑誌名

      Journal of Spacecraft and Rockets

      巻: 55(4) ページ: 797-817

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Stability Analysis of Generalized Sail Dynamics Model2018

    • 著者名/発表者名
      Ono, G., Kikuchi, S., Tsuda, Y.
    • 雑誌名

      Journal of Guidance Control and Dynamics

      巻: 41(9) ページ: 2011-2018

    • DOI

      10.2514/1.G003418

    • 査読あり
  • [学会発表] Deployment Analysis and Trajectory Reconstruction of Minerva-II Rovers on Asteroid Ryugu2019

    • 著者名/発表者名
      Stefaan Van wal, Y. Tsuda, K. Yoshikawa
    • 学会等名
      29th AAS/AIAA Space Flight Mechanics Meeting, Ka'anapali, HI, 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Retrograde Teardrop Orbits about Asteroids: Application to the Hayabusa2 Mission2019

    • 著者名/発表者名
      S. Kikuchi, Y. Oki, T. Saiki, Y. Takei, H. Takeuchi, G. Ono, H. Ikeda, and Y. Tsuda
    • 学会等名
      29th AAS/AIAA Space Flight Mechanics Meeting, Ka'anapali, HI, 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Model-Based Optical Navigation for Autonomous Landing on Asteroids2019

    • 著者名/発表者名
      Takao, Y., Tsuda, Y., Saiki, N., Ogawa, N.
    • 学会等名
      29th AAS/AIAA Space Flight Mechanics Meeting, Ka'anapali, HI, 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Hayabusa2 Mission Solar Conjunction Phase for Hovering Satellite: Trajectory Design, Navigation and Post-Operation Evaluation2019

    • 著者名/発表者名
      S. Soldini, Y. Tsuda, T. Yamaguchi
    • 学会等名
      29th AAS/AIAA Space Flight Mechanics Meeting, Ka'anapali, HI, 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of Bidirectional Reflection Distribution Function on a Solar Cell with a Microstructure2018

    • 著者名/発表者名
      Kashioka, S., Tsuda, Y
    • 学会等名
      International Astronautical Congress (IAC), Bremen, 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 小惑星形状の点群データを用いた自律誘導航法に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      柏岡秀哉, 大平元希, 高尾 勇輝, 伊予田健敏,津田 雄一
    • 学会等名
      第62回宇宙科学技術連合講演会, 福岡, 2018
  • [学会発表] 画像航法用VCC(ベクトル符号相関法)アルゴリズムのオンボー ド処理化に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      大平元希, 柏岡秀哉, 高尾勇輝, 門倉美幸, 伊与田健敏, 津田雄一
    • 学会等名
      第62回宇宙科学技術連合講演会, 福岡, 2018
  • [学会発表] On-board processing of VCC (vector code correlation) algorithm for image navigation system2018

    • 著者名/発表者名
      Ohira, G., Kashioka, S., Takao, Y., Kadokura, M., Tsuda, Y.
    • 学会等名
      28th Workshop on JAXA Astrodynamics and Flight Mechanics, Sagamihara, 2018
  • [学会発表] Study of Estimation of the Position of the Spacecraft by Point Cloud Data2018

    • 著者名/発表者名
      Kashioka, S., Ohira, G., Takao, Y., Iyota, T., Tsuda, Y.
    • 学会等名
      28th Workshop on JAXA Astrodynamics and Flight Mechanics, Sagamihara, 2018
  • [学会発表] Retrograde Teardrop Orbits around Small Celestial Bodies2018

    • 著者名/発表者名
      菊地翔太、大木優介、津田雄一、武井悠 人、竹内央、佐伯孝尚、池田人、大野剛
    • 学会等名
      28th Workshop on JAXA Astrodynamics and Flight Mechanics, Sagamihara, 2018
  • [学会発表] Trajectory Design and Operations for Solar Conjunction during Hayabusa2 Hovering Phase2018

    • 著者名/発表者名
      Stefania Soldini
    • 学会等名
      28th Workshop on JAXA Astrodynamics and Flight Mechanics, Sagamihara, 2018

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公開日: 2019-12-27  

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