微小加速度を考慮した深宇宙探査機の精密軌道決定に関する研究

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本研究では、電気推進やソーラーセイルなどの微小加速度を考慮した精密軌道決定技術を確立することを目的としている。具体的には軌道決定のための詳細な電気推進、ソーラーセイルのモデルを構築することで、軌道決定精度やその信頼性を高める。本年度は、小型ソーラー電力セイル実証機IKAROSの軌道追跡データを用いて微小加速度の1つである太陽輻射圧推定を行い、昨年度までに構築したソーラーセイルモデルを実データを用いて評価した。課題となっていたソーラーセイルの姿勢の不確定性を修正する新たな手法を提案し、シミュレーションとIKAROS軌道追跡データを用いてその有効性を示した。新しい手法では、ソーラーセイルの大きな太陽輻射圧を利用し、その軌道と姿勢のハイブリッド推定を行う。これにより、ソーラーセイルの航法・誘導に必要なセイル受光面の姿勢を求めることができ、軌道決定精度を向上させることができている。また、太陽輻射圧を推定する観点から、深宇宙探査機の航法を行う際の姿勢に関する検討を行い、解析的・数値的手法を用いて最適解を求めた。このシミュレーションでは、IKAROSの運用実績をもとに解析しており、現実的な制約を持った解を得ることができている。この成果は、ソーラーセイルだけでなく、太陽輻射圧を主誤差要因とするすべての深宇宙探査機に有効である。本研究成果は、将来の深宇宙探査に有用な微小加速度推進の高効率な運用を実現するためのものであり、それらの性能を活かすためには必須の技術である。これらの成果を用いることで、より少ない燃料で目的地へだ取り着くことができるようになる。