超小型衛星技術を応用した実践的な軌道上サービスシステムの探求

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21246124
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 独立行政法人宇宙航空研究開発機構 (2011); 東京工業大学 (2009-2010)
• 研究代表者: 松永 三郎 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (00222307)
• 研究分担者: 中須賀 真一 東京大学, 工学系研究科, 教授 (40227806) ; 宮崎 康行 日本大学, 理工学部, 教授 (30256812) ; 木村 真一 東京理科大学, 理工学部, 教授 (00358920)
• 連携研究者: 澤田 弘崇 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 研究員 (70392842)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 航空宇宙システム

研究概要

超小型衛星技術を応用した実践的な軌道上サービスシステムを創出するため、まず、JAXAの小型ソーラー電力セイル実証機IKAROSを対象に、外観検査用の超小型分離カメラシステムを開発して、世界初のソーラーセイルの展開形状の撮影に成功した。カメラ画像を用いて三次元復元推定を行い、膜形状解析を実施した。新しい軌道上サービスシステムとして、サービスされやすい衛星という概念、Cluster Flightやクーロン力を利用した監視サービスに関して、最適設計法や航法誘導・姿勢制御則を提案した。

研究成果

• [雑誌論文] Release Guidance Analysis of a Deputy Satellite Using Charged Formation Flying for On-Orbit Servicing (2012)
  • 著者名/発表者名: Paul Iliffe and Saburo Matunaga
  • 雑誌名: Transactions of the Japan Socoety for Aeronautical and Space Sciences 巻: Vol.55, No.2 ページ: 99-108
• [雑誌論文] Qualification Tests of Micro-camera Modules for Space Applications (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Kimura and Akira Miyasaka
  • 雑誌名: Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan 巻: Vol.9 ページ: 15-20
• [雑誌論文] High-Performance Image Acquisition & Processing Unit Fabricated using COTS Technologies (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Kimura, Akira Miyasaka, Ryu Funase, Hirotaka Sawada, Nobuomi Sakamoto and Naoki Miyashita
  • 雑誌名: IEEE Aerospace and Electronics Systems Magazine 巻: Vol.26, No.3 ページ: 19-25
• [雑誌論文] Empirical Model Reduction of Geometrical Constrained Gossamer Structures (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Yakazaki and Yasuyuki Miyazaki
  • 雑誌名: Journal of System Design and Dynamics 巻: Vol.5, No.3 ページ: 441-449
• [雑誌論文] Empirical Model Reduction of Spinning Solar Sail (2010)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Yamazaki and Yasuyuki Miyazaki
  • 雑誌名: Transactions of Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Space Technology Japan 巻: Vol.8, No.ists27 ページ: Pc_35-Pc_40
• [学会発表] Device-Centered Ontology Driven Information Modeling for the Easily-Serviceable Satellite (2012)
  • 著者名/発表者名: Kim Jiyeon and Shinichi Nakasuka
  • 学会等名: The 4th Aerospace Innovation Workshop
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20120201-02
• [学会発表] Fuel-Optimal and Fuel-Balanced Cluster Flight Relative Geometry Maintenance Strategies (2012)
  • 著者名/発表者名: Jihe Wang, Shinichi Nakasuka
  • 学会等名: The 4th Aerospace Innovation Workshop
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20120201-02
• [学会発表] Two-Axis Attitude Control of a Deputy Satellite during Out-of-Plane Guidance in a Coulomb Formation (2011)
  • 著者名/発表者名: Paul Iliffe and Saburo Matunaga
  • 学会等名: AIAA Guidance Navigation and Control(GNC) Conference
  • 発表場所: Portland, Oregon
  • 年月日: 20110808-11
• [学会発表] Optimal Cluster Flight Orbit Design Method For Fractionated Spacecraft Based On Relative Orbital Elements (2011)
  • 著者名/発表者名: Jihe Wang, Shinichi Nakasuka
  • 学会等名: AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference
  • 発表場所: Portland
  • 年月日: 20110801-11
• [学会発表] Fuel Optimal Impulsive Maneuver Strategy for Satellite Formation Reconfiguration Based on Relative Orbit Elements (2011)
  • 著者名/発表者名: Jihe Wang, Shinichi Nakasuka
  • 学会等名: The 28th International Symposium on Space Technology and Science
  • 年月日: 20110605-12
• [学会発表] A Study on Mechanical Model of Crease of Membrane (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryo Hayase, Yasuyuki Miyazaki, Hiroyuki Kamemura, and Shoko Inoue
  • 学会等名: The 28th ISTS
  • 発表場所: Okinawa Convention center, Okinawa
  • 年月日: 20110605-12
• [学会発表] Low-order Modeling and Experimental Validation of Spin Type Solar Sail Dynamics (2011)
  • 著者名/発表者名: M Masahiko Yamazaki and Yasuyuki Miyazaki
  • 学会等名: The 28th ISTS
  • 発表場所: Okinawa Convention center, Okinawa
  • 年月日: 20110605-12
• [学会発表] On-Orbit Demonstration of Deployable Camera System for Solar Sail IKAROS (2011)
  • 著者名/発表者名: S. MATUNAGA, S. INAGAWA, T. NISHIHARA, S. KIMURA, H. SAWADA, O. MORI, K. KITAMURA and IKAROS Structure Team
  • 学会等名: 28th International Symposium on Space Technology and Science(ISTS)
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 年月日: 20110605-10
• [学会発表] Mission Report on The Solar Power Sail Deployment Demonstration of IKAROS (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Sawada, O. Mori, N. Okuizumi, Y. Shirasawa, Y. Miyazaki, M. C. Natori, S. Matsunaga, H. Furuya and H. Sakamoto
  • 学会等名: 52th Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference, 12th AIAA Gossamer Spacecraft Forum
  • 発表場所: Denver, Colorado
  • 年月日: 20110404-07
• [学会発表] Conserving Finite Element Dynamics of Gossamer Structure and Its Application to Spinning Solar Sail "IKAROS" (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Miyazaki, Yoji Shirasawa, Osamu Mori, Hirotaka Sawada, Nobukatsu Okuizumi, Hiraku Sakamoto, Saburo Matunaga, Hiroshi Furuya, and Michihiro Natori
  • 学会等名: AIAA-2011-2181
  • 発表場所: Denver, Colorado
  • 年月日: 20110404-07
• [学会発表] Error Estimation of Low-Order Model for Gossamer Muti-body Structure (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Yakazaki and Yasuyuki Miyazaki
  • 学会等名: AIAA-2011-6281
  • 発表場所: Denver, Colorado
  • 年月日: 20110404-07