超小型探査機に向けた可変形状ソーラーセイルの推進剤フリーな軌道・姿勢同時制御

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K14345
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分24010:航空宇宙工学関連
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 中条 俊大 東京工業大学, 工学院, 助教 (80808618)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: ソーラーセイル / 超小型探査機 / 軌道制御 / 姿勢制御 / 軌道設計 / 三体問題 / 四体問題

研究成果の概要

可変形状ソーラーセイル，特に一軸ジンバルを有する傘型（ピラミッド形状）ソーラーセイルの軌道・姿勢同時制御理論の基礎部分の確立に加え，その応用ミッション策定のためのラグランジュ点近傍や月近傍の様々な軌道設計を新たに考案した．特に多数の軌道設計については推進剤フリーな軌道・姿勢制御性能を存分に活かした長期に渡る探査ミッションに資するものであり，実ミッションに応用するための基礎研究に一通り取り組めたといえる．

自由記述の分野

宇宙航行力学

研究成果の学術的意義や社会的意義

太陽輻射圧を推力として利用するソーラーセイルは，近年研究が活発に行われている超小型深宇宙探査機の航行能力を増強できる推進システムであり，超小型深宇宙探査ミッションの高度化に資すると期待される．ソーラーセイルを実際に利用する場合は探査機の軌道制御のために姿勢制御が必要であり，軌道と姿勢を同時に制御するシステムが求められていた．本研究ではこれを可能とする可変形状ソーラーセイルの制御則を体系的に求めるとともに，近い将来の月探査，月開発に資するミッション設計を行っており，超小型ソーラーセイルによるこれらのミッションの実現性を大幅に向上できたといえる．