Research
電磁気力を用いた宇宙機編隊飛行の航法誘導制御に関する研究
Guidance, Navigation & Control of spacecraft formations using electromagnetic force
複数の宇宙機が編隊飛行を行うフォーメーションフライト(FF)の研究をしています。従来のFFは、ガスジェットを使って宇宙機の相対位置制御を行うため、燃料を消費する、噴射ガスが宇宙機に影響を与えるなどの問題がありました。これらを解決するため、超伝導電磁石を使ったFF（EMFF）の研究をしています。EMFFは、相対力による制御のため、姿勢擾乱があると角運動量がたまってしまいます。また、超伝導磁石の発熱を抑えるため、できるだけ必要な電流を少なくしたいという課題があります。これらを解決するため、(1)最適なFF誘導制御法の研究、(2)磁気力を多周波数で変調をかけて複数機の独立相対位置制御を行ったり、地磁場との相互作用で角運動量を低減する研究、を行っています。
Formation flying (FF) refers to the concept of flying multiple spacecrafts while maintaining a fixed or time-varying configuration. Conventional FF which relies on thrusters and propellants suffers from limited lifetime and plume impingement. Electromagnetic FF (EMFF) on the other hand mitigates these challenges by utilizing superconducting electromagnets to generate relative forces and torques that can control a satellite formation. Nonetheless, EMFF still faces several challenges in terms of angular momentum buildup and thermal accumulation. This research aims to tackle these challenges using two distinct approaches. The first of which applies optimal guidance and control methods to target the shortcomings of EMFF, while the second approach looks into modulating electromagnetic fields within a formation to provide enhanced electromagnetic interactions.