2022 年度研究成果報告書

持続可能な宇宙利用開発のための小型「水」推進系におけるミッションスタディ

研究課題

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研究課題/領域番号	20KK0322
研究種目	国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))
配分区分	基金
研究分野	航空宇宙工学
研究機関	東京大学
研究代表者	小泉宏之東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (40361505)
研究期間 (年度)	2021 – 2022
キーワード	宇宙推進 / エンジン / 水 / 超小型衛星 / 電気推進
研究成果の概要	持続可能な宇宙利用に向け、デブリ増加抑制の要である大気抵抗補償と衝突回避マヌーバを組み入れた衛星モデルを構築し、超小型推進系の果たす役割を解析した。解析対象は地球観測用の6Uキューブサットであり４つのモードを持つ。バランス式により各モードの時間割合を決定し、ミッション時間割合と年間売上高を連動させ、ミッションの賞味現在価値を求めた。この出力に対して、グローバル感度解析を実施し推進系の重要度を評価した。この結果、高度によって重要なパラメータが大きく変わることを示し、推進系の研究開発とミッションが切り離せないこと、あるいは、衛星開発視点においてミッション毎に適した推進系が大きく変わることを示した。
自由記述の分野	宇宙推進工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	宇宙工学は、多岐の分野を統合して１つの目的に挑む、総合工学である。このため必然的に多数の専門分野が内包され、その縦割構造が巨大なあるいは長期のミッションの障害となっていた。特に、独自性／専門性が高い人工衛星のエンジン（推進系）研究はその典型例の１つである。しかし、民間の宇宙利用が本格化し衛星数が激増する今、持続可能な宇宙開発のためには、分野を超えた解析、それに基づく研究が不可欠である。この背景の中で、本研究は、超小型推進系を軸として衛星のライフサイクル価値に焦点をあて、人工衛星だけでなくその経済価値に焦点をあてた解析を実施し、推進系の価値を再定義し、今後の更なる宇宙利用に貢献する。