JAXA Repository / AIREX 未来へ続く、宙(そら)への英知
title高安定構造のための高精度変位計測技術及び変位補正技術の研究
Other TitleStudy on high precision displacement measurement technology and displacement correction technology for highly stable structures
DOIinfo:doi/10.20637/JAXA-RM-18-013/0001
Author(jpn)北本, 和也; 神谷, 友裕; 安田, 進; 水谷, 忠均; 清水, 隆三
Author(eng)Kitamoto, Kazuya; Kamiya, Tomohiro; Yasuda, Susumu; Mizutani, Tadahito; Shimizu, Ryuzo
Author Affiliation(jpn)宇宙航空研究開発機構研究開発部門第二研究ユニット(JAXA); 宇宙航空研究開発機構研究開発部門第二研究ユニット(JAXA); 宇宙航空研究開発機構研究開発部門第二研究ユニット(JAXA); 宇宙航空研究開発機構研究開発部門第二研究ユニット(JAXA); 宇宙航空研究開発機構研究開発部門第二研究ユニット(JAXA)
Author Affiliation(eng)Research Unit II, Research and Development Directorate, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA); Research Unit II, Research and Development Directorate, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA); Research Unit II, Research and Development Directorate, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA); Research Unit II, Research and Development Directorate, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA); Research Unit II, Research and Development Directorate, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
Issue Date2019-03-07
Publisher宇宙航空研究開発機構(JAXA)
Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
Publication title宇宙航空研究開発機構研究開発資料
JAXA Research and Development Memorandum
VolumeJAXA-RM-18-013
Start page1
End page61
Publication date2019-03-07
Languagejpn
eng
Abstract将来の高性能な観測衛星を実現するためには, 衛星構体の寸法安定性が重要である. 熱変形や脱湿変形を抑制するために低熱膨張材料や低吸湿材料が使用されているが, 材料選択の最適化だけではなく, 部材レベル, アセンブリレベルで構造体の寸法安定性を高精度に評価することが実用上は重要である. また, その寸法安定性評価を地上試験だけでなく, 軌道上での実環境においても実施することができれば, 解析, 設計確度の向上につながる貴重なデータを得ることができる. さらの構造体の変形挙動をリアルタイムにモニタリングして, アクティブに変位を補正することによって, 実質的に無変形の構造体を実現することも可能となる. 本研究では, 構造部材自身に小型のレーザ干渉変位計を組み込むことで, 構造部材の寸法安定性を高精度かつ簡便に測定できるセルフセンシング技術を提案して, トラス部材を例にその有用性の検証を行った. またセルフセンシング技術による変形のモニタリングデータを利用したアクティブな変位補正の機構についても検討を行った. 検証の結果, セルフセンシング技術では1 μm 以下の測定精度にて低熱膨張材料の熱変形や吸脱湿変形を測定可能であることが確認できた. また, アクティブ補正機構の検討では, 駆動分解能0.1 μm 以下, 駆動ストローク10 μm 以上の性能を持つアクチュエータを開発し, セルフセンシングによる測定データを用いた変位補正が可能であることが確認できた.
Technologies for enhancing the dimensional stability of satellite structures are important for realizing advanced observation satellites in the future. Low thermal expansion materials and low hygroscopic materials are applied to achieve high dimensional stability in the satellite structures. It is of practical importance to not only optimize the selection of materials but also to evaluate the dimensional stability of the structures with high accuracy at the assembly level. Moreover, it is possible to obtain valuable data leading to improvements in analysis and design accuracy by evaluating dimensional stability not only in ground tests but also on orbit. In addition, a virtually non-deformed structure may be realized by monitoring its deformation behavior in real time and actively correcting the displacement. In this paper, we propose a measurement technique using a compact laser interferometric displacement sensor that was built into the structure. We also developed an actuator for on-orbit active displacement control of a satellite structure with high load capacity that can be launched without a launch-lock mechanism. The measurement technique and actuator were applied to the truss element to verify the active displacement control structure, which represents the ultimate zero deformation structure. This paper presents the prototype of our active truss and its performance.
Description形態: カラー図版あり
Physical characteristics: Original contains color illustrations
KeywordsSatellite structure; Truss element; Dimensional stability; Displacement measuring interferometer; Actuator; Active displacement control; Active truss
Document TypeTechnical Report
JAXA Category研究開発資料
NASA Subject CategorySpacecraft Design, Testing and Performance
ISSN(online)2433-2224
SHI-NOAA1830032000
Report NoJAXA-RM-18-013
URIhttps://repository.exst.jaxa.jp/dspace/handle/a-is/911070


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