• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2023 年度 実績報告書

CubeSatの熱伝達の不確定性低減と温度制約を考慮した運用計画立案手法の提案

研究課題

研究課題/領域番号 20K04920
研究機関名城大学

研究代表者

宮田 喜久子  名城大学, 理工学部, 准教授 (00733156)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード超小型衛星 / 宇宙機熱設計 / 運用計画 / 熱伝導 / 宇宙システム
研究実績の概要

本研究では超小型人工衛星の開発・運用の更なる効率化のため,世界的に研究開発が遅れており不確定性が確認されている温度制御機能の改善を目指した.問題解決の手段として,不確実性を低減可能な機器設計手法の提案と温度制約を含んだ宇宙機運用計画系の構築の2つの手段を検討した.不確実性の主たる要因である①構成機器間の熱伝達条件などをはじめとした熱的パラメータの不確実性の影響についての評価,②不確定パラメータの推定手法の検討,③不確実性を受動的に低減可能な材料の評価,④パラメータ変動や熱制御材料を取り入れた運用計画系の検討を行い,⑤不確実性を受動的に低減可能な材料の実装方法に対し,より現実的な条件下での実験的検討を実施した.
具体的な項目としては,①に関しては,熱パラメータの不確実性に起因する温度変動について解析的な検討を行い,その解析に基づいた実験的検証を行った.②については,解析に基づいて設定した推定手法をもとに,実験的検証を行い妥当性の評価を行った.③については,相変化蓄熱材を中心とした解析および実験的評価を実施した.④については,実機運用データや各種実験データをベースに衛星システムシミュレータをくみあげ,数理最適化を用いた運用計画自律立案システムを構築した.本システムは複数の実衛星への適用が計画されている.⑤については,実機搭載用の温度安定化デバイスを設計・検証し,デモンストレーションを実施可能なデバイスを完成させた.2024年中に宇宙環境下での実験を実施する予定である.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 潜熱蓄熱材を活用した電源温度安定化デバイスと軌道上実証のための1UキューブサットDENDEN-01の開発2024

    • 著者名/発表者名
      脇田悠利名, 宮田喜久子, 青柳賢英, 山縣雅紀
    • 学会等名
      第17回宇宙ユニットシンポジウム
  • [学会発表] 革新的エネルギー技術実証 1U キューブサット DENDEN-01 の開発2023

    • 著者名/発表者名
      山縣 雅紀, 脇田 悠利名, 松本 健, 宮田 喜久子, 青柳 賢英
    • 学会等名
      第 60 回関西・中部支部合同秋期大会
  • [学会発表] 1U CubeSat Denden-01の熱設計と評価について2023

    • 著者名/発表者名
      宮田喜久子, 山縣雅紀, 脇田悠利名, 青柳賢英
    • 学会等名
      第32回スペース・エンジニアリング・コンファレンス
  • [学会発表] 超小型人工衛星の効率的な運用計画立案に対する精密バッテリモデルの適用2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤優真, 山縣雅紀, 鶴田佳宏, 宮田喜久子
    • 学会等名
      第32回スペース・エンジニアリング・コンファレンス
  • [学会発表] VO2 系PCM を活用した超小型衛星用電源 の熱制御および搭載を想定した PCM ブロ ック組成の検討2023

    • 著者名/発表者名
      脇田 悠利名, 宮田 喜久子, 鶴田 佳宏, 山縣 雅紀
    • 学会等名
      第 44 回日本熱物性シンポジウム
  • [学会発表] VO2 系潜熱蓄熱材を活用した宇宙機用電源とその軌道上実証のためのキューブサ ットDENDEN-01 の開発2023

    • 著者名/発表者名
      山縣 雅紀, 脇田 悠利名, 宮田 喜久子, 青柳 賢英
    • 学会等名
      第44回日本熱物性シンポジウム
  • [学会発表] 超小型人工衛星のバッテリ充電率制約を考慮した運用計画の立案手法に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤 優真, 鶴田 佳宏, 宮田 喜久子
    • 学会等名
      第67回宇宙科学技術連合講演会
  • [学会発表] 固-固相変化型潜熱蓄熱材を用いた受動的熱制 御システムおよびその宇宙機への実装検討2023

    • 著者名/発表者名
      脇田悠利名, 宮田喜久子, 鶴田佳宏, 山縣雅紀
    • 学会等名
      第13回 CSJ化学フェスタ2023
  • [学会発表] Temperature Stabilization Device’s Design and Implementation Method for Nanosatellite System2023

    • 著者名/発表者名
      Kikuko Miyata, Masaki Yamagata
    • 学会等名
      74th International Astronautical Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] 固-固相転移型潜熱蓄熱材を活用したキューブサット用電源のための熱制御およびその実装検討2023

    • 著者名/発表者名
      脇田 悠利名, 宮田 喜久子, 鶴田 佳宏, 山縣 雅紀
    • 学会等名
      日本機械学会 2023年度 年次大会
  • [学会発表] Improvement of Thermal Contact Resistance Model for Thermal Design of Nano-Satellites2023

    • 著者名/発表者名
      Yuta Kawazoe, Kikuko Miyata
    • 学会等名
      The 34th International Symposium for Space Technology and Science, and the 12th Nano-Satellite Symposium
    • 国際学会
  • [備考] 名城大学理工学部交通機械工学科航空宇宙機シ ス テ ム 研究室

    • URL

      https://www1.meijo-u.ac.jp/~kmiyata/asel/index.html

URL: 

公開日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi