論文の概要: More than a Manipulator: Planning Propellant-Free Attitude Maneuvers for Free-Floating Spacecraft

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.12130v1
• Date: Mon, 13 Jul 2026 20:27:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-15 17:08:29.962283
• Title: More than a Manipulator: Planning Propellant-Free Attitude Maneuvers for Free-Floating Spacecraft
• Title（参考訳）: マニピュレータ以上のもの:フリーフローティング宇宙船用推進剤フリーアテンションマニコン
• Abstract要約: 宇宙船の姿勢制御は伝統的に、運動量交換装置や推進剤を消費する推進器を用いて達成される。 多くのミッションではロボットマニピュレータを必要とするが、通常は外乱源として扱われる。 本研究では, 軌道最適化問題を定式化して, 推進剤を含まない姿勢制御におけるマニピュレータ運動の利用について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.30586855806896035
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Spacecraft attitude control is traditionally achieved using momentum exchange devices or propellant-consuming thrusters. Meanwhile, a growing number of missions require robotic manipulators, which are typically treated as disturbance sources to be rejected rather than as actuators for spacecraft reorientation. This work investigates the use of manipulator motions for propellant-free attitude control by formulating a trajectory optimization problem with critical joint and collision avoidance constraints. Using an interior point solver for the resulting nonlinear program, complex slew and detumble trajectories are demonstrated for a range of spacecraft-manipulator systems with varying kinematic complexity and mass properties. The achievable control authority is compared directly with that of reaction wheel arrays via momentum and torque envelopes, demonstrating the potential for manipulators to serve as redundant or even primary attitude control systems. This work provides a framework for using manipulators as multipurpose attitude control actuators, with particularly promising applications in in-space assembly and manufacturing when grasping payloads with high relative mass fractions.
• Abstract（参考訳）: 宇宙船の姿勢制御は伝統的に、運動量交換装置や推進剤を消費する推進器を用いて達成される。 一方、多くのミッションではロボットマニピュレータを必要としており、通常は宇宙船の向きを変えるためのアクチュエータとしてではなく、外乱源として扱われる。 本研究は, 臨界関節および衝突回避制約を伴う軌道最適化問題を定式化することにより, 推進剤不要姿勢制御のためのマニピュレータ運動の利用について検討する。 結果として生じる非線形プログラムのインテリアポイントソルバを用いて、複雑なスルーとデタンブル軌道を、様々な運動学的複雑さと質量特性を持つ様々な宇宙船マニピュレータシステムに対して実証する。 達成可能な制御権限は、運動量やトルクエンベロープを介して反応ホイールアレイのものと直接比較され、マニピュレータが冗長または一次の姿勢制御システムとして機能する可能性を示す。 この研究は、多目的姿勢制御アクチュエータとしてマニピュレータを使用するためのフレームワークを提供し、特に相対質量分率の高いペイロードをつかむ際に、宇宙での組立や製造において有望な応用を提供する。

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