近年，岩場や砂地で覆われている火星表面の調査には惑星探査ローバが用いられており，不整地の走行において重心移動機構 が有効である．ローバの重心を前後に移動させることで，車輪にかかる分担荷重を変化させ，岩場などの段差を乗り越えること ができる．本研究ではボディに車輪の回転軸と平行な電動アクチュエータで駆動できるヒンジで重量部を移動することが出来る 重心移動機構の走行アルゴリズムを提案した．そしてシミュレーションで不整地に対するアルゴリズムの有効性を確認した．

近年、地球周回軌道上で寿命の尽きた人工衛星やロケットによる宇宙デブリの除去が必要となる．宇宙デブリを除去すること で人類による宇宙活動での安全を確保することが目的になり、方法としては、画像計測から対象のデブリの位置を計測しロボッ トで対象のデブリを捕獲する．その後、導電性テザーシステムを用いて大気圏で捕獲ロボットごと燃え尽きさせるという形をと る．本研究の対象として、この捕獲用ロボットのハンド部分になり、ハンドの機構や特性についての内容となる．

本研究は H シリーズロケットの上段を捕獲対象とした画像計測の高速化である. ロケットの上段は PAF・ ロケットノズルを持ちこれらはともにリング構造であり, このリング構造をロボットアームとハンドで把持 することにより捕獲する. 本研究ではこの円形構造の位置・姿勢角の推定をステレオ法を用いて行う. 実用化 するには位置姿勢の計測に時間が掛かりすぎていたのでこの処理をリアルタイムで処理できるよう高速化し たソフトウェアの開発を行い, 検討した.

In the field of celestial or terrestrial observation, or optical inter-satellite communication that requires high pointing accuracy, it is often the issue that the microvibrations generated from internal disturbance sources such as a reaction wheel degrade the pointing accuracy of the onboard optical device. In order to satisfy the pointing accuracy requirement, it may be one effective method to install a vibration isolation system between disturbance source and payload. In this paper, a hybrid vibration isolation system with voice coil actuator and plate spring is pursued. A hybrid vibration isolation system can remove the mechanical coupling between the satellite bus and payload by controlling actuators to counteract passive elements property. This enables the vibration isolation frequency to be zero ideally (i.e., the perfect vibration isolation). Moreover, this system has the capability of active pointing control of the payload. This paper presents the outline of the precise pointing control system, and the basic control design of this system.

衛星から地上局へ届く RF(Radio Frequency) 信号は，ドップラ効果による周波数のずれがあり，地上局との距離や衛星の姿勢によって地 上局での受信 C/N(搬送波対雑音比) が変化する．しかし地上試験においてこれらの影響を含めることは難しい．そこで本研究では，ソ フトウェア無線を用いて，軌道・姿勢データやアンテナ利得パターンから，時々刻々と周波数や C/N が変化する衛星の RF 信号を再現 するシミュレータを提案・開発する．このシミュレータにより，実際の地上局を用いて RF 信号レベルの通信試験を行うことができ，地 上局システム全体の信頼性を高めることができる．実際に開発したシミュレータを用いて，普段の衛星運用と全く同じ手順で，運用オ ペレータの訓練を行うことが出来ることを示す．

ASTRO-H (hitomi) was an X-ray astronomy satellite in Japan which was launched on 17 Feb. 2016. To meet its science goals, four kinds of instruments and six detectors were equipped on the satellite. The focal length of two soft X-ray telescopes was 5.6 m, and that of two hard X-ray telescopes is 12m. One of the most difficult challenges for the satellite structure was to meet the alignment requirements for instruments and detectors. Through the ground tests and observation results on orbit, it was confirmed that the performance of alignment meet the requirements. In this paper, the results of on-orbit alignment performance of the instruments and obtained techniques to control the alignment are reported.

可変速二軸ジンバルコントロールモーメントジャイロは、単一のアクチュエータで 3 軸姿勢制御が可能であり、搭載スペースに制約の ある超小型衛星では有望な装置であると考えられる。本論文では同装置一台を用いて宇宙機を制御するための、逆運動学に基づいた駆 動則を提案し、その有効性を数値シミュレーションにより検討する。提案手法では特異点を回避する際、従来挿入されていた修正項が 必要なく、参照トルクとの差が小さい精密なトルクを CMG が出力できるという特徴がある。また、提案する駆動則では特異点を回避 するか通過するかの判断を自律的に行う。数式モデルから予測された将来のジンバル角に加え、ジンバル角速度制限を陽に含む形で特 異点回避および通過に要するコストを計算しているため、従来よりも高い精度で判断が可能である。

本稿では，オンボード衛星画像分類のため，Multi-Layered Perceptron (MLP)，Convolutional Neural Networks (CNN)，Support Vector Machine (SVM)，K-Nearest Neighbor (KNN)，Random Forest (RF) の 5 つの機械学習手法を，識別正答率，計算時間，パラメータ数の 3 点を指標に比較検討した．データセットとしては，地上分解能 30cm, 3m, 30m, 300m, 1.2km の 5 種類を作成した．各機械学習手法へ の入力は，輝度値を直接用いた (16 × 16 × 3 =)768 の特徴量 Raw を用いるケースに加え，計算時間短縮のために衛星画像の特徴を踏ま え算出した 12 の特徴量 X を用いるケースの計 2 ケースに関して比較した．その結果，識別精度の点では，低解像度では MLP，CNN， SVM が 95% 以上の高い性能を示し，地上分解能 3m 以下の高解像度画像では MLP が最も高い正答率を得た．また，特徴量 X は低解 像度の場合に特徴量 Raw より良い性能を示した．計算時間の点では，RF が MLP，CNN に比べ 100 倍程度速く，パラメータ数が大き いという欠点はあるが，高速で画像識別する要求がある場合に有効な手法であることを示した．パラメータ数の点では CNN が他手法の 100 分の 1 の 2.0K であり，識別精度も高いことから，高速で識別したい場合を除いては優れた識別手法であることが分かった．

ソフトウェア制御可能な民生用ワンチップトランシーバ IC に対して，宇宙利用への応用可能性を評価すること を目的として放射線耐性評価試験，熱試験，真空試験を実施した．実際に宇宙利用が行われているワンチップマ イコンの放射線耐性と比較した結果，良好な耐性を持つことが確認された．その他の宇宙環境試験についても， 問題が無いことが確認された．これらを踏まえて，宇宙利用の第一歩として，小型衛星通信コンポーネントへの 応用を念頭に試作品を開発した．

NEXUS is a CubeSat which is developed by Miyazaki and Yamazaki Laboratory at College of Science and Technology, Nihon University and The Japan AMSAT Association. The purpose of this satellite is to demonstrate the operation of three radio devices and a camera system. We have developed these components to propose to the CubeSat developers in the future. With these components, they will be able to reduce development time and increase mission diversity. Furthermore, we have a plan to open the technical information of NEXUS to the public. By providing information, the technical threshold of developing satellite will be lowered. The summary and status of the current development of NEXUS are described in this paper.

近年の大型宇宙構造物の軌道上構築方法の実現のため国内外共に重要視されている要素技術の１つに、小型で簡易な電磁石を 用いた自律結合技術が挙げられている．しかし磁場の取扱いが困難で，その定式化にも課題が残っており，現実に即した制御則 の構築が難航している．本研究では超小型衛星の結合近傍における磁場の定式化の検討として，電磁石が作る磁場に対し近似を 導入した従来の汎用式と厳密モデルの比較検討を行った．その結果，電磁石近傍において両者に無視できない差が認められたた め，この差を解消し，かつ一連の結合制御を実現するための定式化に関する提案を行った．

A tape-spring can be rolled-up easily, so that it can be stored into small volume. It exerts a self-extending force when stored cylindrically and has high specific rigidity after it has extended straightly. Thus a tape-spring has excellent property as deployable space structure, and in fact it is employed as a structural member of self-deployable structure. It is known, however, that the selfextension of a tape-spring wrapped around a free-rotating hub fails if the angular velocity exceeds a certain value. The failure is caused by the detachment of the tape-spring from the hub during the rotation of the hub. This paper derives the conditions of the detachment theoretically, and compares it with the experimental results to verify the theory.

A space structure may impact with space debris, an asteroid, etc. The space structure is put to the temperature environment of a span wide from a cryogenic temperature to a high temperature by sunshine and the shade environment. It is necessary to grasp the character of material due to collision in a wide temperature range. In this research, an impact test method in a high temperature environment was studied using a simple heating system and an air-gun. Experimental results on temperature dependence of impact absorbed energy for various materials are reported.

現在開発が進められている Lobed-pumpkin 型スーパープレッシャー気球は，必要強度を確保するためにフィルム重量が増加せ ざるを得ず，そのため従来型のゼロプレッシャー気球に比べ，ペイロード重量が制限されるという短所を持っている．この短所 を解消するため我々は現在，菱目の網を被せたスーパープレッシャー気球の開発を行っている．この気球では，菱目で構成され るケーブルネットが一次構造部材として機能し，気球の構造特性に大きく影響することになる．本講演では，同気球の基本的な 展開特性を調査するため，主にケーブルネットを対象とした有限要素解析を行ったのでその結果について報告する．

Validity of the simplified calculation method for wrinkle amplitude using tension field theory solutions, which was proposed in past study, is discussed comparing the estimated wrinkle amplitude with the experimentally observed results. The comparative result shows that the estimated amplitude is roughly in agreement with the experiment results, while confirming the validity of the proposed method.

Cable-mesh antenna reflectors have several advantages such as ultra-lightweightness, high packaging ratio, and potential for large and high precision surface. The design point of deployable back-up structure for such cable-mesh surface is reliability during the deployment. One of the solutions of this problem is to reduce a number of actuator devices for deployment. Thus, we propose the deployable structure composed of scissors members. The structures with scissors member are usually simple and have a useful synchronized mechanical property. Any parabola shapes can be designed by finding design parameter of the scissors structure. In this paper, we investigate and propose a design method of parabolic curved surfaces by scissors structure. From the proposed design method, a model of a parabolic curved surface was made by utilizing the 3D printer. We checked the accuracy of the shape of the model by means of 3D measurement with a digital camera.

近年,航空機等の構造部材として炭素繊維複合材料(CFRP)の適用が急速に拡大している.今では航空機のみでなく軽量化への要 請の高まりから,自動車等の一般輸送機器などへの応用が進められている.CFRP の実用化において,構造,組織,繊維の強度,樹脂の 強度など様々なことを検討する必要がある.その中でも衝撃,熱による CFRP 内部の亀裂やボイド(空隙)が起こりやすく,数多くあ ると実用化において疲労により破壊しやすくなってしまう恐れがある.また層間に起こる剥離も CFRP の強度を大きく変える要 因の一つである.⁽¹⁾ 本研究では無吸湿性熱可塑性樹脂(TPX)を用いた CFRP(TPX および TLN)の内部構造をマイクロ X 線 CT で撮影し評価する.そ の中でも内部欠陥を検証し,空隙率を算出する.さらにマイクロ X 線 CT の解像度を 2.0μm/pixel, 1.0μm/pixel, 0.5μm/pixel と解像度 を変えて撮影し,解像度による空隙率の違いについても報告する.

Conventionally, rotational equations of motion for rigid body is formulated using finite rotation vectors, and we can obtain an orthogonal transformation matrix that shows the attitude of rigid body. But, in fact, this formulation leads to a nonlinear mass matrix. Therefore, in this study, we derive equations of motion whose mass matrix is constant using absolute nodal coordinate formulation. In this formulation, we use the penalty potential method to the redundant degrees of freedom. It is expected that these equations have a risk of numerical instability associated with time integration. Thus, to avoid this instability, this paper derives the discrete equations of motion by energy-momentum method that provides the solution that satisfies the conservation of total energy and momentum, and examine the validity by the numerical calculation.

Characteristics of a CFRP reflector for deformable mirror systems were investigated through experiments and numerical simulations. The CFRP reflector was mounted on the actuation system and it was deformed by three actuators. In the experiments, three kinds of reflector deformation were achieved by actuating each actuator and they were measured by a photogrammetric measurement system. The deformations were analyzed and compared using Zernike polynomials. The obvious anisotropic deformations of the quasi-isotropic CFRP plate were observed and the astigmatism modes were dominant while three actuators are placed every 120 degrees. In order to investigate the effects of the actuator stiffness, some numerical simulations are performed. The results show that astigmatism modes become larger while the actuators become more flexible.

本稿では, システムのノンホロノミック性に注目した，形状可変機能を用いた Rest-to-rest 三軸姿勢変更方法を提案し, その有用性につい て考察を行った. 本稿で取り扱う形状可変機能は衛星に付属した太陽電池パドルであり, このパドルを回転駆動する事に伴って生じる反 トルクを利用し, 衛星の姿勢変更を行う事を想定している. 提案手法を用いる事によって, ある程度のマヌーバ時間は要するものの, 所望 の三軸姿勢変更が達成可能である事を数値シミュレーションにより示した. また, メインボディがモデル誤差を有する場合には, 提案する 姿勢変更を繰り返し行うことで終端姿勢誤差を低減できる可能性がある事を示した.

This report describes some numerical analysis by finite element method with quarter-point element. To obtain the stress intensity factor which is important physical parameter to show the stress singularity near the crack tip, by the finite element method, some finite element formulations exist. In this report, we use the quarter-point element.

誘電体平板を介して配置された一対の電極間に交流高電圧を印加すると誘電体バリア放電が生じ，それに伴って気流（イオン 風）が誘電体表面に生じる．発表者らは交流高電圧に直流電圧を重畳して，この流れをより高速にする検討を行っている．最終 的な目的は，この手法が表面近傍に気流を集中的に発生できるという特徴を利用して，固体表面での熱交換を促進することであ る．今回の報告では，誘電体表面方向流速の空間的分布および，誘電体を積層して形成された狭小空間内の流れの分布について 発表する．

The recent numerical study (Katsurayama et al. AIAA Paper 2008-4016) found that an insulating boundary in a flow is necessary to activate the electrodynamic braking effect in a rarefied flow, and it predicted that the boundary can prevents the Hall effect from dissipating the current which are necessary for the electrodynamic braking. This mechanism, however, has not been still validated experimentally. This study will measure and simulate the electrodynamic and aerodynamic force on a test model in an rarefied arc flow, of which insulating boundary—arc plume boundary—location is varied, and will validate the role of the insulating boundary in the electrodynamic braking.

現在 JAXA 宇宙科学研究所に設置されているアーク風洞は，当初，小惑星探査機｢はやぶさ｣のサンプルリターンカプセル開発 に資することを目的として 1996 年に設置された．本設備を利用して開発された「はやぶさ」のサンプルリターンカプセルは， 2010 年 6 月に，幾多の試練を乗り越え地球圏に帰還した「はやぶさ」本体から分離され、大気圏に再突入し、小惑星イトカワの サンプルを持ち帰ることに成功した．「はやぶさ」のサンプルリターンカプセル開発後も本アーク風洞は様々な耐熱材料等の研 究活動に使用されてきた． 2014 年 12 月には｢はやぶさ｣の後継機である｢はやぶさ 2｣が種子島宇宙センターから打ち上げられ，2020 年末に再び地球に帰 還する予定であり，アーク風洞において開発された耐熱材が再び成果を挙げるはずである．また，更なる深宇宙探査として木星 軌道のトロヤ群との間を往復する探査機なども計画されている．このような深宇宙からの探査に用いられるサンプルリターンカ プセルにおいては、地球大気圏への再突入速度が，15km/s 近くに達する．そのため，その耐熱材料の開発においては，｢はやぶ さ 2｣よりも高空力加熱領域における評価が必要となる．そのため，本アーク風洞では，そのような高加熱率に耐える耐熱材料の 開発のために，半導体レーザを併用した更なる高加熱率化をも計画している． また，アーク風洞は 2014 年度から大学共同利用実験設備として幅広く研究者の利用に供せられている．共同利用の公募に対 して多数の応募があり，2014 年度は 7 件，2015 年度は 11 件の研究が採択され，本アーク風洞を利用して，高エンタルピ流れや 耐熱材料開発に関連した様々な先端的な研究が進められている．今後はこのように重要性の増したアーク風洞を，更に多くのユ ーザの幅広い使い方に供し，先端的な成果を生み出すことが出来るよう，改めて風洞としての様々な性能特性の再確認，安定し た運用性，性能向上へ向けた活動に取り組んでいるところである．