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2013年12月 のアーカイブ

2013年12月26日 13時45分46秒 (Thu)

第57回宇宙科学技術連合講演会 セッション紹介「将来宇宙機の先進熱制御技術(2)」

2013年10月10日 10:20〜12:00
このセッションでは5件の発表がありました。

(1)自励型ヒートパイプ(OHP)は、逆止弁型がオリジナルですが、逆止弁がなくても動作することが知られ、実用化されることはありませんでした。しかし、熱輸送能力の点では他の方式より優れており、安定な動作が得られるという特長も持っています。JAXA等は低価格化のために空調用の円弁座逆止弁と円錐弁座逆止弁を応用し、比較しました。円弁座逆止弁の方が円錐弁座逆止弁より高い熱輸送性能を得ることができました。
 
(2)JAXA等はポリイミドフォーム(PF)を宇宙用断熱材へ適用した多層断熱システム(PF-MLI)を提案してきました。PFは軽量性、耐熱性、断熱性、耐放射線性に優れています。PF-MLIは機器等の形状にフィットさせて加工をすることで熱損失を低減させることが可能です。ここでは最も軽量のBF301を用いたPF-ML(5層)について断熱性能を評価し、従来の多層断熱材(MLI、10層)と同等の断熱性能を持つことがわかりました。
 
(3)ヒートスイッチとは高い熱伝導と断熱状態を作り出すことができる熱のスイッチです。JAXA等はヒートスイッチON時の熱伝導性向上を目的として、熱接触部のコーティングの最適化に関して検討を行いました。この結果、熱接触部の接触熱伝導度を向上させるためにはコーティング厚をできるだけ厚くすることが効果的であることがわかりました。
 
(4)JAXA等は、高性能な断熱システムの開発を目指し、新しいスペーサを用いた層間非接触型スペーサMLI(NICS-MLI)やタグピンを用いたMLI(Tag-pin MLI)の開発を行ってきました。これらSwitch-less MLIの断熱性能評価結果と性能低下を防ぐ実装方法を検討しました。NICS-MLIは特に低温領域において優れた断熱性能を示し、Tag-pin MLIは締結作業の効率を向上させ、締結部の性能劣化を抑えることに成功しました。
 
(5)軌道上運用末期の人工衛星の推進薬残存量の高精度な把握や運用期間の延長、デオービットの確実な実施を目的として、JAXA等は温度変化法による残推薬量推定システムの概念検討を実施し、システムの試作を行いました。技術試験衛星VIII型をモデルケースとして実機への適用可能性と推定量の高精度化について検討を実施した結果を報告しました。
 

2013年12月25日 12時54分25秒 (Wed)

準天頂衛星利用拡大アイデアソン

2013年12月10日に開催された「準天頂衛星利用拡大アイデアソン」の紹介サイトが公開されています。
岩田がどこにいるかわかりますか? 茶色のジャケットなのでわかりやすいですね。
//www.qzs.jp/links/131112/report.html

2013年12月25日 12時51分52秒 (Wed)

第57回宇宙科学技術連合講演会 セッション紹介「見えてきた小型衛星によるSAR観測(2)」

2013年10月10日 10:40〜12:00
このセッションでは4件の発表がありました。

(1)夜間や晴天以外のときに自然災害、海洋・船舶監視などの観測を高頻度に行うため、多数の小型SAR衛星を打ち上げてコンステレーションを組むことが必要です。JAXA等では、100kg程度の小型衛星に搭載できるSARシステムを開発することを目標としています。分解能は3〜10m、Xバンド、1機10億円に設定しました。多数の技術的課題はありますが、解決できる見込みはあります。

(2)JAXAから、(1)のミッションをMicroXSARと名づけ、小型衛星SDSの開発で培ってきた50〜100kg小型衛星バス技術を用いて実現性検討を行った結果が報告されました。ミッション要求からシステム要求にブレークダウンし、概念検討レベルでの衛星システム検討を実施し、新規開発要素が多数あるものの現状の地上技術を利用することで一つずつ確実に開発課題をクリアできれば十分に本ミッションは実現可能と考えています。

(3)千葉大学は地震発生の予兆を観測するためにSARとこれを用いた陸域リモートセンシングの研究を行っています。このためには定期的・長期的観測が必要で、SARの常時観測可能という利点は非常に有用です。観測対象が地表面の形状なので、波長の長いL帯域の観測信号を使います。現在は無人航空機(UAV)による観測実験を行っていますが、小型衛星の開発にも着手する予定です。

(4)地上で反射・散乱したGPS信号をリモートセンシングに利用する研究は、GPS-Rと呼ばれますが、さらにその空間分解能を向上させるためにSAR技術を応用したものがGPS-SARです。東京大学等は、GPS-SARの画像化において解析的にGPS衛星の運動効果を補正することで汎用的な画像アルゴリズムを構築しました。この手法を準モノスタティック手法と名づけました。その概要と小型無人飛行機による観測実験による画像化の結果を報告しました。現在、小型衛星でのミッションを検討中です。



 

2013年12月24日 11時31分25秒 (Tue)

第57回宇宙科学技術連合講演会 セッション紹介「姿勢制御アクチュエータ」

2013年10月10日 10:40〜12:00
このセッションでは4件の発表がありました。

(1)コントロール・モーメント・ジャイロ(CMG)は角運動量交換による宇宙機の姿勢制御装置です。CMGの最大の問題点として、特異点問題があり、京大では勾配法の考え方を利用した制御法を使って新たな特異点回避制御則を提案しました。提案された制御法はパラメータを目標値に追従させることで特異点回避を達成し、同時に要求されるトルクを出力することが可能です。数値シミュレーションで有効性を示しました。

(2)CMGは地球観測衛星などで高速に姿勢を変えるのに適しています。名古屋大学から可変速2軸ジンバルCMGを用いた宇宙機の制御について報告されました。ここでは2つの姿勢間の制御を2点境界値問題として捉え、制御に必要な時間を分割します。ニュートン法と二分法を使い、準最短時間軌道を得ることができました。近似解析解を利用して大きな角度を回転する場合でもその軌道を得ることができました。

(3)地球観測衛星などでは多数の観測目標を効率よく観測するために俊敏性が求められます。しかし、CMG搭載衛星の場合には、姿勢変更前にジンバルを所望の角度に移動するジンバル駆動準備時間時間が必要です。この時間が待機時間となるため連続的な動作ができなくなります。JAXAは、特異点通過を許容する駆動則を用いることを前提として、CMGがトルクを発生し姿勢を変更する時間内に次の姿勢制御に備えた適切なジンバル角度にヌルモーション(複数のCMGがトルクを発生しない協調制御)で制御する方法を提案しました。数値シミュレーションで有効性を確認しました。

(4)小型衛星では搭載装置も小型化が要求されます。通常のリアクションホィールは各軸に必要であり、小型・軽量化が難しくなります。そこで、リアクションホィールを球体にすることで、単一のフライホィールで3軸制御する方法が考えられます。日大では圧電素子による振動を駆動原理とすることでより単純な機構の設計・開発を行いました。回転原理と試作品について解説しました。また正確な角速度制御実験を行いました。

2013年12月23日 19時20分16秒 (Mon)

第57回宇宙科学技術連合講演会 セッション紹介「月惑星の縦孔・地下空洞探査(2)」

2013年10月10日 10:40〜12:00
このセッションでは4件の発表がありました。

(1)月の極域、縦孔・地下空洞に揮発性物質が存在してもその起源は自明ではなく、阪大等は探査したいと考えています。これにより、人類が将来月で活動する際に現地調達可能な水・有機物資源の分布と埋蔵量を評価したいと考えています。同位体組成を手がかりとし、発見された揮発性物質の分子種・場所・温度分布・鉱物組成と形状の記載を行います。また、起源解明のためには質量分析計が必要です。

(2)名古屋大学等から、縦孔周辺は電磁気環境という観点からも興味深いことが報告されました。月には大気・磁気がないため、天体表面と宇宙プラズマが直接相互作用します。帯電ダストの存在も予測されます。縦孔には局所的に昼夜境界ができ、電磁環境が異なるために帯電ダストが運動することが考えられます。縦孔には太陽風陽子の入射も考えられます。過去の月ダイナモの手がかりが得られる可能性もあります。

(3)豊田工業大学から、縦孔探査のための移動機構の要求仕様を満たすためには、アウターホィール型移動機構でインフレータブル構造とすることが考えられることが報告されました。閉じた構造にすることで潤滑やレゴリスによる摩耗の影響を回避できます。円形のインフレータブル構造体の中で重りを移動させることで、全体を回転させる移動機構が提案されました。さらに1自由度のプロトタイプを製作し、実験も行いました。

(4)東北大学から、移動探査ロボット(ローバ)による縦孔接近と降下についてロボット技術の現状を紹介し、今後の可能性について報告されました。縦孔への降下は技術的ハードルが極めて高く、テザーが必要と考えられます。縦孔接近と降下についてシナリオを考え、これまで開発されてきた地上検証モデルを概観しました。コンセプト・モデルについては複数すでにありますが、日本での研究は不足しています。

 


プロフィール

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宇宙技術汎用化トレーナー 岩田 敏彰
性別
男性
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A型

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