「軌道運動と姿勢運動のカップリングを利用したソーラーセイルの精姿勢推定
＊北村憲司（東大）、津田雄一（JAXA）
本研究では，ソーラーセイルのように大きな太陽輻射圧を受ける探査機の軌道決定結果における系統誤差を利用して，探査機の姿勢履歴を推定する手法を提案する．軌道決定を行う際には，太陽輻射圧による宇宙機の加速度を考慮する必要があり，そのためには，宇宙機の表面特性や表面形状といった太陽輻射圧モデルや姿勢の時間履歴を与える必要がある．特にソーラーセイルの場合は太陽輻射圧による加速度が非常に大きいため，姿勢運動と軌道運動のカップリングが，通常の弾道軌道のミッションと比べて著しい．このカップリングを利用すると，軌道の推定残差から姿勢の誤差量を推定できるはずである．提案した手法の妥当性を確認するために，シミュレーションと実データの解析を行った．実データとして，小型ソーラー電力セイル実証機IKAROSのフライトデータを用いて検証を行った．
「Precise Attitude Estimation of Solar Sail Spacecraft Utilizing Coupling between Attitude and Orbital dynamics」
*K. Kitamura(Tokyo University), Y. Tsuda(JAXA)
This paper describes a method to correct an attitude error of solar sail spacecraft by utilizing the coupling between attitude and orbit dynamics. For precise orbit determination, the acceleration of spacecraft by solar radiation pressure (SRP) must be taken into account. In order to incorporate the SRP acceleration, the attitude history and the SRP model need to be known beforehand. Especially, in case of solar sail spacecraft, since their SRP effect is strong, coupling between attitude and orbital dynamics is more remarkable than ordinary ballistic missions. Therefore, by positively utilizing this coupling, it is possible to refine the attitude information based on the residual errors of orbit determination. In order to examine the validity of the method, the analysis of actual data is conducted. As actual data, flight data of IKAROS ― Japanese interplanetary solar sail demonstration spacecraft ― are used.