柔軟大型衛星の数値シミュレータとモジュール型の太陽発電衛星の提案

先ず、軌道上の太陽発電衛星のダイナミックスを解くために、数値シミュレータを開発している。シミュレータでは、系の構造柔軟性をバネで接続された多剛体により近似し、ニュートン・オイラー法に基づき定式を行なっている。また、重力傾斜、J(sub 2)項による摂動、太陽輻射、空気抵抗の効果を考慮して、軌道運動、姿勢運動、構造柔軟性を同時に解いている。次に、発電部をモジュール化し、テザーにより連結する太陽発電衛星のシステムコンセプトを提案する。本システムは、建築時および建築後の軌道運用において、重力傾斜安定を保ち、系が安定であるという特徴を有す。当初、衛星の前後方向に非対称な設計を行ったが、太陽輻射トルクにより姿勢の安定性が損なわれることが明らかになり、対称な設計に変更した。結果的に、開発したシミュレータを用いた設計の必要性が明らかになった。
We firstly construct a numerical simulator to calculate the behavior of Solar Power Satellites in orbit. In the simulator, the structural flexibility of the system is approximated by rigid bodies connected with springs, and the equations of motion of the system are formulated by Newton-Euler equations. As the external force acting on the system, we consider gravity, J(sub 2) term perturbation, solar radiation pressure, and atmospheric force. This numerical simulator calculates the orbital motion, the attitude motion, and the structural flexibility simultaneously. Secondly, we propose a system concept of solar power satellites. In the system, the power generation part is modularized and each module is connected with tethers. The feature of the system is that the passive gravity gradient stability is maintained during construction as well as in the completed system. The initially designed model was unstable because of asymmetric configuration and solar radiation pressure torque. We have redesigned it into the symmetric configuration and successfully obtained a stable configuration. Therefore, the usefulness of the developed simulator is clarified.
資料番号: AA0063480038