スピン型ソーラーセイルの膜面の形状と構造を考慮した姿勢ダイナミクス

考虑自旋式太阳帆膜面形状和结构的姿态动力学

• 批准号: 14J04481
• 负责人: 中条 俊大
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J04481/
• 关键词: 宇宙大型薄膜構造物; スピン型ソーラーセイル; 固有振動モード解析; 多粒子モデル; 振動制御

セイル膜面のダイナミクスに基づき，その形状制御に関する検討を行った．具体的には，探査機本体とセイル膜面を接続するテザーの取り付け位置を動かし，セイル膜面を強制振動させることである形状を作り出す．これによりセイル膜面にはたらく光圧を幾何学的に変化，制御することが可能となり，それをもとに光圧を利用した探査機全体の姿勢（または軌道）運動の制御が可能となる．多粒子モデルの固有振動モードに基づいて検討を行った．ある固有振動数に近い振動数でテザーの取り付け位置を強制振動させれば，対応する固有振動モードの形状が現れる．特に光圧制御に有用であるのは，セイル膜面の振動と探査機のスピンが同期し，慣性系から見たときにほぼ静止しているように見える場合である．このとき光圧は探査機のスピン位相によらずほぼ一定となるためである．この制御が可能であることを，複数の次数の固有振動モードに関して定量的に示した．探査機の姿勢制御の観点からは，特に最低次の固有振動モードが重要である．なぜなら非対称（線対称ではない）形状をしているため，光圧のアンバランスを作り出し，姿勢変更が行いやすいためである．また，こうした形状制御の組み合わせにより，スピン型ソーラーセイルの自由度の高い姿勢制御や軌道制御への応用も可能である．これに関する検討も行った．以上の検討において重要な点は，連続体としてのセイル膜面のダイナミクスを，従来は閉じた境界内の定在波を表現するための固有振動モード解析という手法により整理したことである．複雑な挙動を体系的に解析，制御することができることを，スピン型ソーラーセイルを一つの題材として定量的に示せたということでもある．この考え方は連続体的な物体であれば同様に適用することが可能であり，例えばラブルパイル小惑星を粒子によりモデル化した場合の挙動解析が例としてあげられる．

On the surface of the film, the shape of the device controls the operation of the system. For specific purposes, the main body of the probe machine is connected to the location of the device, and the surface of the membrane is used to force the vibration of the device. The shape of the device is used to make the system. The shape of the film is used to determine how to use the optical system. The control and control system may be in operation, and the optical system may be used to control the vehicle by using the whole attitude of the probe machine. Multi-particle vibration is used to control the natural vibration. The number of vibration is close to the number of vibration, the number of vibration is close to the number of vibrations, and the position is forced to control the vibration. The shape of the inherent vibration sensor is visible. The special light control system is useful for the optical control system, the film vibration detection machine is used for the same period of time, and the system is used for the same period of time. The system is used to detect the vibration of the machine. It is possible for the system to be used in the same period. The number of times is the number of times the natural vibration is measured. The detection of the attitude control of the machine is very important, and the lowest natural vibration is very important. the number of times is not known as the number of times, the number of times. The shape control system is designed to improve the degree of freedom, the shape control system, the degree of freedom, the degree of freedom. In recent years, it is determined in the wave table that the inherent vibration of the machine is analyzed, and the method is analyzed and sorted out. The analysis of the replication system, and the control of the system. In this paper, the system is used to determine the quantity of the material. The object of the system is the same as that of the body. It is possible to make a difference, for example, to analyze the system of particles in a small star.

项目成果

Brazil Nut Effect on Regolith Distribution of Rubble Pile Asteroids

巴西坚果对碎石堆小行星风化层分布的影响

• 发表时间: 2015
• 作者: Ishikawa;R;Toshihiro Chujo
• 通讯作者: Toshihiro Chujo

Mission analysis for a lander collecting samples at a Trojan asteroid part 1

登陆器在特洛伊小行星采集样本的任务分析第 1 部分

• 发表时间: 2014
• 作者: H.-C Pham;S.Taniguchi;Takeshi Daio;J.-T Chou;K.Sasaki;Toshihiro Chujo
• 通讯作者: Toshihiro Chujo

Evaluation of transient response of spinning solar sail with flexible membrane by eigenfunction analysis and continuum analysis

通过本征函数分析和连续介质分析评估柔性膜旋转太阳帆的瞬态响应

• DOI: 10.1016/j.actaastro.2016.06.042
• 发表时间: 2016
• 期刊: Acta Astronautica
• 影响因子: 3.5
• 作者: T. Chujo;J. Kawaguchi
• 通讯作者: J. Kawaguchi

Study on Evaluation of Transient Response of Spinning Large Membrane Structures by Eigenfunction Analysis and Continuum Analysis

特征函数分析和连续分析评价旋转大型膜结构瞬态响应的研究

• 发表时间: 2014
• 作者: H-C. Pham;S. Taniguchi;Y. Inoue;J-T. Chou;T. Izumi;K. Matsuoka;K. Sasaki;Toshihiro Chujo
• 通讯作者: Toshihiro Chujo

Development of Bipropellant Gas-Liquid Equilibrium Propulsion System

双组元推进剂气液平衡推进系统的研制

• DOI: 10.2322/tastj.14.9
• 发表时间: 2016
• 期刊: TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN
• 作者: Toshihiro Chujo;Norizumi Motooka;Takayuki Yamamoto;and Osamu Mori
• 通讯作者: and Osamu Mori