スピン型ソーラーセイル膜展開挙動に関する研究

抄録

太陽風の光圧を利用して宇宙航行の際の推進力として用いるソーラーセイルが研究されている。その場合、宇宙空間において大規模な膜を展開することになるが、実際の膜展開をどのようにして保証するかは重要な研究テーマのうちの一つである。本研究ではスピンによって生じる遠心力をセイルの展開力として用いるスピン型ソーラーセイルを対象とし、セイル膜をばねとみなすことによって、膜展開に必要なスピン数を算出するための力学的モデルを構築した。本モデルの検証のため、スケールモデルによる地上実験を行い、レーザー変位計を使用して観測を行った。その結果、予測展開距離までセイルが展開すること、セイル展開時間も簡単な解析結果とほぼ一致すること、展開中の膜面はスピン面外への変形を示すことなどを定量的に示すことができた。