展開アンテナの軌道上制御に関する研究

スペースVLBI衛星や大型通信衛星に搭載される展開アンテナの開発を進めている。これらのアンテナは衛星打上時には小さく折りたたんでおり、宇宙での軌道に乗ってから展開してアンテナ形状を保持する。このような宇宙用大型展開アンテナとして、テンショントラス・アンテナの概念を提案した。この場合の技術的問題は以下の点である。(1)軌道上でのアンテナ形状を、地上では重力の存在のためにうまく模擬・検討できない。(2)軌道上では、太陽光による不均一照射、太陽風等の不確定あるいは対応が困難な変形要素が存在する。(3)アンテナが大きくなると上記(2)項に対して、衛星の姿勢やアンテナ全体の方向を変えて対処することが難しくなる。宇宙用大型展開メッシュアンテナの構成法、実験法について検討をすすめ、10m級アンテナの実現にむけた問題点の洗いだし、解決へのアプローチを導いた。本年度の研究ではアンテナ展開形式について機構モデルによる展開実験を行ない性能を確認した。この形状の鏡面を用いたときにアンテナ開口面上の位相分布を計算により求めた。また展開アンテナの放射特性についての解析をすすめ、実験との比較検討を行った。また、テンショントラス・アンテナの高精度鏡面を実現するための各種トレードオフ、変化させるアンテナ部位による電気特性の差異、機械的変化を実現する具体的方法・制御理論、形状変化のための新しいアクチュエータの考案と試作・試験を行った。これらにより、展開アンテナの形状制御に関して今後の研究・開発に多くの知見を得た。

スペースVLBI衛星や大型通信衛星に搭載される展開アンテナの開発を進めている。これらのアンテナは衛星打上時には小さく折りたたんでおり、宇宙での軌道に乗ってから展開してアンテナ形状を保持する。このような宇宙用大型展開アンテナとして、テンショントラス・アンテナの概念を提案した。この場合の技術的問題は以下の点である。(1)軌道上でのアンテナ形状を、地上では重力の存在のためにうまく模擬・検討できない。(2)軌道上では、太陽光による不均一照射、太陽風等の不確定あるいは対応が困難な変形要素が存在する。(3)アンテナが大きくなると上記(2)項に対して、衛星の姿勢やアンテナ全体の方向を変えて対処することが難しくなる。宇宙用大型展開メッシュアンテナの構成法、実験法について検討をすすめ、10m級アンテナの実現にむけた問題点の洗いだし、解決へのアプローチを導いた。本年度の研究ではアンテナ展開形式について機構モデルによる展開実験を行ない性能を確認した。この形状の鏡面を用いたときにアンテナ開口面上の位相分布を計算により求めた。また展開アンテナの放射特性についての解析をすすめ、実験との比較検討を行った。また、テンショントラス・アンテナの高精度鏡面を実現するための各種トレードオフ、変化させるアンテナ部位による電気特性の差異、機械的変化を実現する具体的方法・制御理論、形状変化のための新しいアクチュエータの考案と試作・試験を行った。これらにより、展開アンテナの形状制御に関して今後の研究・開発に多くの知見を得た。