論文の概要: Optimization of body configuration and joint-driven attitude stabilization for transformable spacecrafts under solar radiation pressure

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.08435v2
• Date: Thu, 18 May 2023 09:57:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-20 01:01:53.828643
• Title: Optimization of body configuration and joint-driven attitude stabilization for transformable spacecrafts under solar radiation pressure
• Title（参考訳）: 太陽放射圧下での変換可能な宇宙船の体構成と関節駆動姿勢安定化の最適化
• Authors: Yuki Kubo, Toshihiro Chujo
• Abstract要約: 本稿では、太陽放射圧(SRP)下での変換可能な宇宙船の新しい姿勢制御技術について述べる。 そのうちの1つは任意のSRP力とトルクを得るための関節角最適化であり、もう1つは関節角アクチュエータによって駆動される運動量減衰制御である。 本論文は、使い捨て推進剤を使わずに、トランスフォーマブル宇宙船の高制御冗長性を最大限に活用することに貢献している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.579764309794105
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A solar sail is one of the most promising space exploration system because of its theoretically infinite specific impulse using solar radiation pressure (SRP). Recently, some researchers proposed "transformable spacecrafts" that can actively reconfigure their body configurations with actuatable joints. The transformable spacecrafts are expected to greatly enhance orbit and attitude control capability due to its high redundancy in control degree of freedom if they are used like solar sails. However, its large number of input poses difficulties in control, and therefore, previous researchers imposed strong constraints to limit its potential control capabilities. This paper addresses novel attitude control techniques for the transformable spacecrafts under SRP. The authors have constructed two proposed methods; one of those is a joint angle optimization to acquire arbitrary SRP force and torque, and the other is a momentum damping control driven by joint angle actuation. Our proposed methods are formulated in general forms and applicable to any transformable spacecraft that has front faces that can dominantly receive SRP on each body. Validity of the proposed methods are confirmed by numerical simulations. This paper contributes to making most of the high control redundancy of transformable spacecrafts without consuming any expendable propellants, which is expected to greatly enhance orbit and attitude control capability.
• Abstract（参考訳）: 太陽セイルは、理論上は太陽放射圧(SRP)を用いた特異なインパルスのため、最も有望な宇宙探査システムの一つである。 近年、一部の研究者は、アクチュアブルジョイントで身体構成を積極的に再構成できる「トランスフォーマブル宇宙船」を提案している。 変換可能な宇宙船は、太陽帆のように使用される場合の自由度を制御する高い冗長性のため、軌道と姿勢制御能力を大きく向上することが期待されている。 しかし、その大量の入力は制御に困難をもたらすため、以前の研究者は制御能力を制限するために強い制約を課した。 本稿では,SRPによるトランスフォーマブル宇宙船の姿勢制御技術について述べる。 著者らは, 任意のsrp力とトルクを得るための関節角度最適化と, 関節角度の揺らぎによって駆動される運動量減衰制御の2つの方法を提案している。 提案手法は一般的な形態で定式化され,各体にSRPを優先的に受け取ることができる前面を持つ変換可能な宇宙船に適用できる。 数値シミュレーションにより,提案手法の有効性を確認した。 本報告は, 軌道・姿勢制御能力の大幅な向上を期待できる拡張可能な推進剤を使わずに, トランスフォーマブル宇宙船の高制御冗長化に寄与する。

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