力学系理論に基づく小惑星探査機のミッションデザインに関する研究

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究は，不変多様体（チューブ）やトーラス体等の力学系に現れる様々な構造を利用して，小惑星への低エネルギーの輸送軌道の設計を行うことを目的としている．本年度は，（１）地球から月への軌道設計に取り組んでおり，太陽-地球-月-宇宙機からなる４体系における軌道設計手法を確立した．（２）燃料消費の少ない軌道の設計として軌道の最適化にも取り組んでいる．（３）また，地球から火星への軌道構築の研究にも参加しており，共著者として国内会議にて１件の発表を行っている．主たる研究成果（１）（２）について詳細を述べる．（１）太陽-地球-月-宇宙機からなる４体系を，太陽からの摂動を有する３体系および月からの摂動を有する３体系とみなし，それぞれの摂動系にてラグランジュ・コヒーレント構造を用いてチューブを明らかにした．チューブの構造を利用することで，２つの摂動系にて得た軌道を結合させ，４体系における軌道設計を行った．また，軌道の結合に際して，燃料消費がゼロとなるような軌道を見つけることに成功した．上記の研究成果として，国内会議にてポスター発表を２件行っている．そのうち１件にて，ベストポスター賞を受賞し研究成果が認められている．また，国際会議にて１件の口頭発表を行い，１件の発表を行っている．（２）これまでの結合３体系における軌道設計手法では，宇宙機の出発条件および到着条件を与えた場合，燃料消費の少ない有効な軌道を与えることができなかった．そこで，チューブの構造に基づいて，地球を離れる出発軌道の集合および月へ向かう到着軌道の集合をそれぞれ求め，集合の中から出発軌道と到着軌道が滑らかにつながる軌道を見出し結合させることで，燃料消費の少ない軌道を得ることに成功した．上記の研究成果として，国内会議にて１件，国際会議にて１件の発表を行っている．