三体力学系における運用の不確定性に対してロバストな周期軌道設計および軌道制御手法

三体动力系统中对运行不确定性具有鲁棒性的周期性轨道设计和轨道控制方法

• 批准号: 22KJ0612
• 负责人: 近澤 拓弥
• 金额: $ 1.41万
• 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: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0612/
• 关键词: ロバスト軌道設計; 軌道維持制御; 周期軌道; 多体問題

今年度は超小型探査機の軌道設計への適用を前提とし、分散に着目した確率最適制御を用いた周期軌道の軌道維持手法の構築と目標とする周期軌道への遷移軌道問題を主として研究を遂行した。前者では実際の運用時に生じ得る軌道投入誤差、軌道制御や軌道決定誤差などの不確定性を確率的事象とみなし、最小燃料消費量でそれらの誤差の広がりを抑える制御手法を提案した。軌道の周期性に合わせた制御を行うことで誤差の分散がある範囲に収まることを理論とシミュレーションの両面から確認を行い、その有効性を示した。この研究成果は33rd International Symposium on Space Technology and Scienceにて発表を行った。後者では目標とする周期軌道への軌道遷移問題を扱い、非線形性が強い月のスイングバイからスタートするという問題設定の下研究を遂行した。打ち上げ条件が大きく変化する場合において、その条件変更を不確定性とし、これらに対するロバスト性向上が取り組んだ課題である。スイングバイ運用時に使用されるB-planeとスイングバイ前後の軌道パラメータの写像を組み合わせることで、時間的制約がある中で低い計算コストで軌道設計が完了される新しいツールの提案を行った。理論面の成果は日本航空宇宙学会主催の宇宙科学技術連合講演会において発表した他、実際に打ち上げられた超小型探査機EQUULEUSの軌道設計、運用においても一部で用いられた。実際の運用においても有効性を示すことができ、現在この成果に関して発表に向けた準備を進めている。

This year, the orbit design of ultra-small exploration vehicles is based on the premise of dispersion, optimal control, construction and purpose of periodic orbit and migration orbit. The former is caused by orbital input error, orbital control error, orbital determination error, uncertainty, probability of occurrence, minimum fuel consumption error, and control method. Periodicity of the orbit, control of the orbit, dispersion of the orbit, theory of the orbit, determination of the orbit, etc. The results of this research were presented at the 33rd International Symposium on Space Technology and Science. The latter is a study of the problem of orbital migration in periodic orbits and non-linear orbits In the case where the upper condition is large, the upper condition is uncertain, and the upper condition is uncertain, the upper condition is uncertain, and the upper condition is uncertain. The B-plane is used before and after the orbit is written, and the time is restricted. The orbit design is completed and the new orbit is proposed. The theoretical results were presented at the Joint Lecture on Space Science and Technology sponsored by the Japan Aerospace Society, and the orbit design and application of the ultra-small probe EQUULEUS were carried out in the real world. In the process of application, the performance of the product is displayed, and the results of the product are displayed.

项目成果

月間遷移軌道を用いたロバスト軌道設計

使用每月过渡轨道的稳健轨道设计

• 发表时间: 2022
• 作者: 近澤拓弥;川勝康弘
• 通讯作者: 川勝康弘

月スイングバイ軌道を起点とした軌道設計

从绕月轨道开始的轨道设计

• 发表时间: 2021
• 作者: 近澤拓弥;川勝康弘
• 通讯作者: 川勝康弘

Swingby and Science Orbits Design for the Lunar CubeSat EQUULEUS

Swingby 和 Science 月球立方体卫星 EQUULEUS 的轨道设计

• 发表时间: 2021
• 作者: Takuya Chikazawa;Dei Tos Diogene Alessandro;Yousuke Kawabata;Kota Kakihara;Yasuhiro Kawakatsu
• 通讯作者: Yasuhiro Kawakatsu

Covariance Control Approach for Stationkeeping of Halo Orbits in the Earth-Moon System

地月系统晕轨道定位的协方差控制方法

• 发表时间: 2022
• 作者: Takuya CHIKAZAWA;Naoya OZAKI;Kota KAKIHARA;Akihiro ISHIKAWA and Yasuhiro KAWAKATSU
• 通讯作者: Akihiro ISHIKAWA and Yasuhiro KAWAKATSU