人工衛星・宇宙機の姿勢・軌道制御技術: 実用衛星ミッションを支えるキー技術の発展

Abstract

最近の衛星では，高精度姿勢制御技術，高精度指向決定/指向安定化技術，協調制御技術，捕捉(ほそく)追尾制御技術，高精度軌道制御技術(フォーメーションフライト技術を含む)といった分野が，ミッションニーズによって着目され，要求もより厳しくなってきている。これらを踏まえて，姿勢・軌道制御系の概要と最新の制御技術の動向について述べる。 || 近年高品質化した光学・レーダセンサ取得データ補正には，高精度な画素位置決定技術が重要であり，スターセンサを用いた高精度姿勢決定技術や，さらに広帯域の姿勢決定技術が必要となる。 || また最新のセンサは一定方向を指向するだけでなく補正などのために太陽指向や月指向を要求するものもある。この多彩な姿勢遷移を短時間で実施する姿勢制御技術を確立することがミッション成果を最大化するのに重要である。 || 近年光学・レーダセンサ取得データは大容量化しており，衛星から地上局に送信するのに機械駆動式アンテナが必要である。そのため，データ高品質化と両立させるにはアンテナ駆動時の低擾乱(じょうらん)化技術が重要課題となる。 || 実用ミッションでは運用負荷削減のため軌道制御運用の負荷削減が重要となる。また，宇宙ステーションへの物資補給や月着陸ミッションにはランデブ・ドッキング技術を活用する。このようにミッション高度化に従い自律的かつ高度な軌道制御技術が必要となっている。 || 本稿では，これらの状況を踏まえて，姿勢・軌道制御系の概要と最新の制御技術の動向について，姿勢決定技術，姿勢制御技術，低擾乱化技術，軌道制御技術の4項目に分類して述べる。