Construction of Analysis and Design Theory for High Precision Gossamer Space Structure Systems and Its Experimental Verification

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研究計画に沿って，以下の通り実施し，成果を得た．【内容1：理論構築、解析コード開発】自己展開膜面トラス（SDMT）について，誤差に対する形状精度の感度解析コードを開発した．また，10m級オカルタを有する宇宙機の軌道上応答解析コードを開発し，外乱の影響を明らかにした．さらに，試作した軽量・高精度なCFRP伸展ブームの精度・剛性特性を明らかにし， 軌道上での精度を予測するための解析モデルを構築した．【内容2：実構造物への理論の適用，高精度化・高安定化】1m級軽量SDMTを試作し，数GHz帯アンテナに適用可能な精度を有することを確認した．また，磁力センサ用伸展マストへの適用を目標とした，軽量かつ中程度の剛性・精度を有するCFRP製伸展ブームの構造様式を明らかにし，伸展機構を開発した．そして，実験によりブームの剛性・精度を評価するとともに，得られた特性を構築した解析モデルが精度よく再現することを示した．さらに，このブームを用いたモーター伸展式トラスを試作し，展開を確認した．本研究では膜面上の配線用に巴形切り紙構造（以下，切り紙）と薄膜印刷回路（FPC）の導入を提案しているが，切り紙については力学モデルを作り，変形量と復元力の関係の推定手法を構築し，その推定結果が寸法誤差2%以下で実験と符合することを示した．また，FPCについては印刷方法を新たに6種考案し，試作したFPCの印刷の均一さ，切り紙による折り畳み性，内部抵抗，作成時間を評価し，結果として，市販のプリント基板と同程度の内部抵抗で，折り畳み可能なポリイミドFPCを，約30分で作成する方法を確立した．【内容3：要求と構造様式との関係の明示】上述の通り，内容1，2の成果をオカルタの解析や磁気センサ用伸展マストの開発に適用した．また，2025年度打ち上げ予定の小型SSPS技術実証衛星に搭載する展開膜面レクテナにSDMTが採用された．