Global-Robust Trajectory Optimization against Spacecraft System Failures and Anomalies

针对航天器系统故障和异常的全局鲁棒轨迹优化

• 批准号: 18J02128
• 负责人: 尾崎 直哉
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Japan Aerospace EXploration Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18J02128/
• 关键词: 軌道最適化; 確率制御; ロバスト制御; 軌道設計; 惑星探査

今年度は，大域的にロバストな最適軌道設計手法への拡張に関する初期検討を行った．特に，惑星周回ミッションにおいて重要である惑星軌道投入に焦点を当てて，研究を遂行した．惑星軌道投入は，惑星探査ミッションにおいて，最もクリティカルなイベントの一つである．2010年に打ち上げられたあかつきミッション(JAXA)では，この惑星軌道投入に一度失敗しており，ミッション全体に大きな損失を与えてしまった．本研究では，このようなクリティカルなイベントに対してロバストな惑星軌道投入則の確立を目的とする．本研究の提案手法を用いると，万が一，惑星軌道投入に失敗してしまったとしても，比較的短時間に惑星と再会合することが可能となる．先行研究では自由帰還軌道を用いてロバスト性を高めていたのに対して，本研究では深宇宙軌道制御マヌーバを行うことを前提としたロバスト軌道投入則を提案した．このような拡張によって，より忠実度の高い確率的な不確定性モデルを扱うことが可能となり，先行研究よりロバストで最適性の高い軌道が実現された．また，本研究結果を，JAXAが検討している火星衛星探査計画MMXの火星軌道投入に適用して，提案手法の実用性を示した．本研究成果は，日本航空宇宙学会JSASSのInternational Symposium on Space Technology and Scienceにて発表を予定している．また，上記の研究とは別に，博士研究で確立したTube Stochastic Optimal Controlに関する論理体系をまとめ，当該分野で権威的であるAAS/AIAA Space Flight Mechanics Meetingで発表し，アメリカ航空宇宙学会AIAAのJournal of Guidance, Control, and Dynamicsへ投稿・査読中である．

This year, the initial stage of research on optimal orbital design methods for large areas is under way. Special attention should be paid to the study. In 2010, JAXA (JAXA) was launched, and the satellite track investment failed once. The satellite track investment failed once, and the total loss was large. This study aims to establish the objective of satellite trajectory investment. The proposed method of this study is to use the method of "ten thousand one,""ten thousand one," ten thousand,"ten In this paper, we propose a new method to control the orbit of the deep universe. The uncertainty of the high accuracy of the high accuracy of the high accuracy In addition, the results of this study demonstrate the applicability of JAXA's proposed approach to the Mars satellite exploration project MMX and Mars orbit investment. The results of this research are expected to be published in the International Symposium on Space Technology and Science of Japan Aerospace Society. The above research was carried out separately, and the doctoral research was carried out to establish the logic system related to Tube Stochastic Optimal Control. When the AAS/AIAA Space Flight Mechanics Meeting was held in this field, it was submitted to the Journal of Guidance, Control, and Dynamics of the Aerospace Society AIAA.

项目成果

NASA Jet Propulsion Laboratory(米国)

NASA 喷气推进实验室（美国）

Robust Planetary Orbit Insertion Algorithm Using Resonant Orbit Considering Missed-Thrust Uncertainty

考虑失推力不确定性的使用共振轨道的鲁棒行星轨道插入算法

• 发表时间: 2019
• 作者: Naoya Ozaki;Takuya Chikazawa;Yasuhiro Kawakatsu
• 通讯作者: Yasuhiro Kawakatsu

Tube Stochastic Optimal Control for Nonlinear Constrained Trajectory Optimization Problems

• DOI: 10.2514/1.g004363
• 发表时间: 2020-03
• 期刊: ArXiv
• 作者: N. Ozaki;S. Campagnola;R. Funase

国際宇宙探査機会を利用した超小型深宇宙探査ミッションの展望

利用国际空间探索机会进行超小型深空探索任务的前景

• 发表时间: 2019
• 作者: 尾崎 直哉

火星衛星探査計画MMXの軌道設計

火星卫星探测项目MMX轨道设计

• 发表时间: 2018
• 作者: Naoya Ozaki;Takuya Chikazawa;Yasuhiro Kawakatsu;神谷貴子;尾崎 直哉，井上 博夏，尾川 順子，池田 人，Nicola Baresi，川勝 康弘
• 通讯作者: 尾崎 直哉，井上 博夏，尾川 順子，池田 人，Nicola Baresi，川勝 康弘