Transcript ドラッグフリー技術の開発

ドラッグフリー技術の検討状況
２００６．５．１１
JAXA
石川 毅彦
光共振型とドラッグフリー
衛星A
衛星B
反ドラッグA
ミラーA
（フィードバック有り）
反ドラッグB
ドラッグA
距離一定
ミラーB
（フィードバック無し）
重力（波）A
重力（波）A
重力（波）A重力（波）B
重力（波）A重力（波）B
重力（波）B
便宜上、
重力（波）・ドラッグ：右から
人工的な力：左から
表す
必要となる要素技術
☆測距
・浮遊ミラーと衛星間の相対位置
静電容量 or 光学式
・浮遊ミラー間距離（FP干渉計から？）
☆アクチュエータ
１）非接触浮遊ミラー移動機構
ー 初期の浮遊ミラー位置の設定
ー 浮遊ミラー間距離の調整
２）スラスター
ドラッグフリーのため微小な推力を発生させるスラスター
非接触浮遊ミラー移動機構
• 使用する力
×磁力
衛星が持つ磁気モーメント、惑星間の磁気、などによる雑音
が懸念される。
クーロン力
100kgの浮遊ミラーの位置制御に十分か？
非接触浮遊ミラー移動機構
150mm
-10KV
1cm
電極（６）
浮遊ミラー
10mg
浮遊ミラー 金属コート
地上でのクーロン力による
位置制御（浮遊）
検討の前提
• 衛星（１台）重量 ・・・1000kg
• 浮遊ミラー重量 ・・・100kg（φ1m）
（石英（2.6g/cm3)とすると厚さ約130mm）
• 衛星にかかる推力・・・約４０μN
（歌島氏提案の軌道による）
→ 浮遊ミラー移動に必要な力 約４μN
地上での浮遊位置制御との比較
地上
浮遊物質量(m)
加速度(a)
電極間距離（L)
10（mg）
9.8(m/s2)
1（cm）
浮遊物の電荷（Q)
10-10（C)
制御電圧（V）
104（V)
QV
ma 
L
DECIGO
100（kg）
107倍
4×10-8（m/s2)
10-9倍
15（cm）
10倍
QVを地上の1/10
にできる。
クーロン力で制御可能の見通し
帯電量の制限の有無？
ドラッグフリー今後の検討課題
• 測距機能
調査／トレードオフ
• ドラッグフリースラスタ（μNスラスタ）
調査
JAXAでの大気球を利用したドラッグフリー実験
５／２７ ＃１実験実施予定
特定領域（申請中）の課題
１．目的
FP-DECIGOに必要なドラッグフリー／ミラーの
フィードバック制御について基礎的な技術開発を
行う。
２．研究項目
– ドラッグフリー用センサー・アクチュエータの開発
– 地上シミュレータによる動作のデモ
特定領域研究（提案内容）
• ドラッグフリー用センサー・アクチュエータの開発
※試作、単体機能試験
★測距センサー
☆ミラー非接触位置制御アクチュエータ
☆スラスター
※成果をDECIGOーPF及び川村先生の地上シミュレーターへ供給（FY２２）
• 地上シミュレータによる動作のデモ
☆ドラッグフリー／初期位置決め（ロックアクイジション）／proof Mass間距
離及びアライメント調整
・１D/2Dシステム（地上研究）
地上シミュレータ
Proof Mass位置決め/アライメント
（磁場/静電場）
位置検出（干渉計or静電容量式変位計）
Proof Mass
Proof Mass
Electrodes(4)
Thruster
Electrodes(4)
Thruster
Thruster
Base
Thruster
空気浮上orベアリング