長期間・長距離の深宇宙航行を可能とするソーラーセイルの燃料フリー姿勢制御系の開発

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23760774
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 東京大学 (2012); 独立行政法人宇宙航空研究開発機構 (2011)
• 研究代表者: 船瀬 龍 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (70509819)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: ソーラーセイル / 姿勢制御 / 太陽光圧 / 制御工学 / 液晶デバイス

研究概要

本研究の目的は,大面積の帆で太陽光を反射し,その反力で宇宙を航行するソーラーセイルの姿勢を,燃料を用いずに制御するシステムを確立することである.これまでの研究で開発した光の反射特性を電気的に制御してトルクを発生させるデバイスに対して,本研究では,既存のデバイスの配置を工夫することによって任意の方向の姿勢制御トルクを発生できることを明らかにするとともに,デバイスの長期間の宇宙環境耐性確保の目処を得ることができ,加速(軌道制御)だけでなく帆の操舵(姿勢制御)にも燃料が不要な真に半永久的な深宇宙航行システムの実現につながる成果を上げた.

研究成果

• [雑誌論文] Modeling of Solar Radiation Pressure Effect for Trajectory Guidance of Spinner Solar Sailer IKAROS (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Tsuda, Takanao Saiki, Ryu Funase, Yuya Mimasu, Tomohiro Yamaguchi, Hitoshi Ikeda, Masaki Nakamiya, Hiroshi Takeuchi and IKAROS Demonstration Team
  • 雑誌名: Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan 巻: Vol.10, No.ists28 ページ: Po_4_7-Po_4_12
• [雑誌論文] On-orbit Verification of Fuel-Free Attitude Control System for Spinning Solar Sail Utilizing Solar Radiation Pressure (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryu Funase, Yoji Shirasawa, Yuya Mimasu, Osamu Mori, Yuichi Tsuda, Takanao Saiki, Junichiro Kawaguchi
  • 雑誌名: Advances in Space Research 巻: Vol.48 ページ: 1740-1746
• [雑誌論文] Flight Statusof IKAROS Deep Space Solar SailDemonstrator (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Tsuda, Osamu Mori, Ryu Funase, Hirotaka Sawada, Takayuki Yamamoto,Takanao Saiki, Tatsuya Endo andJunichiro Kawaguchi
  • 雑誌名: Acta Astronautica 巻: Vol.69 ページ: 833-840
• [学会発表] 可変反射率デバイスを用いた任意形状のスピン型ソーラーセイルの姿勢制御システムのダイナミクスと姿勢制御則 (2012)
  • 著者名/発表者名: 管野剛,船瀬龍
  • 学会等名: 第56回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 別府
  • 年月日: 20121100
• [学会発表] Controllability of Propellant-free Attitude Control System for Spinning Solar Sail Using Thin-Film Reflectivity Control Devices Considering Arbitrary Sail Deformation (2012)
  • 著者名/発表者名: RyuFunase Go Kanno and Yuichi Tsuda
  • 学会等名: 63rd International Astronautical Congress
  • 発表場所: Naples, Italy
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] 光学パラメータ切り替え制御によるスピン型ソーラーセイルの燃料フリー姿勢制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 船瀬龍,三桝裕也,津田雄一,佐伯孝尚,岡野仁庸,管野剛
  • 学会等名: 第55回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 20111200
• [学会発表] Modeling and On-orbit Performance Evaluation of Propellant-free Attitude Control System for Spinning Solar Sail via Optical Parameter Switching (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryu Funase, Yuya Mimasu, Yoshikazu Chishiki, Yoji Shirasawa, YuichiTsuda, Takanao Saiki and Junichiro Kawaguchi
  • 学会等名: AAS/AIAA Astrodynamics Specialist Conference
  • 発表場所: Girdwood, Alaska
  • 年月日: 20110731-0804
• [学会発表] Propellant-free Attitude Control for Spinning Solar Sail via Optical Parameter Switching (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryu Funase, Yuya Mimasu, Yuichi Tsuda, Takanao Saiki, Yoshinobu Okano, and Gou Kanno
  • 学会等名: Proceedings of 21st Workshop on JAXA Astrodynamics and Flight Mechanics
  • 発表場所: Sagamihara
  • 年月日: 20110700
• [学会発表] Fuel-free and Oscillation-free Attitude Control of IKAROS Solar Sail Spacecraft Using Reflectivity Control Device (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryu Funase, Yoji Shirasawa, Yuya Mimasu, Osamu Mori, Yuichi Tsuda, Takanao Saiki and Junichiro Kawaguchi,
  • 学会等名: 28th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 年月日: 20110000