2007.4.18 DECIGO Workshop
DECIGO:衛星設計/検討の進め方
JAXA宇宙科学研究本部
船木一幸
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Objective
• DECIGO衛星本体につい
ては、具体的な設計はほ
とんど行われていない。
S/C 3
• DECIGO衛星の概念設
計を進めるにあたって、
エンジニアサイドが必要
とする項目を整理して、
サイエンス側へ情報提供
を求める。
S/C 1
S/C 2
基線長 1000km, フィネス 10 の腕共振器
直径 100cmの鏡  テストマス
DECIGOの概念図
安東, 4th DECIGO Workshop, 2006 2
Outline
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DECIGOの仕様
Spacecraft Configuration
L点/地球ドリフト軌道へ投入可能な重量
ミッションシーケンス
システム構成・電力・Mass Budget
今後の作業方針
• 上記リストの中身が検討されていると良かったのですが、現状では、考えな
くてはならない項目を並べただけです。。
• とても大胆な仮定に基づいて、推定している数値があります。どんどん間違
いを指摘してください。
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DECIGOの仕様
全体
• 打ち上げ時期は、2024年頃(ミッションライフ3年程度)
• H-IIA202を想定
• 衛星寸法:φ4m×9m
• 質量:2,000kg程度(3機の子衛星と推進モジュールから構成される)
• 軌道:地球ドリフト軌道(≒LISA)、または、太陽・地球系ラグランジュ点(L
点)ハロー軌道
• 消費電力:3kW程度(子衛星1機あたりで800W程度)
ミッション部
• Fabry-Perot共振器型重力波望遠鏡
バス部
• 太陽電池パドル(各子機で>800W)
• 姿勢制御系:IRU/RW/RCS統合制御系、および、μスラスタによるdrag-free
制御
• 推進系:2液式RCS(20N/1Nそれぞれ複数機, Isp=310s)
• 通信/データ処理系
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Spacecraft Configuration (1)
f 4m
f 5m
子機
7.5m
8m
15m
1.5m
3m
H-IIAフェアリングサイズ
推進モジュール
DECIGOの3つの子機と推進
モジュール
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Spacecraft Configuration (2)
ミッション系リソース把握のために必要
な検討
ミラー(100kg, f1m)
• ミラーとミラークランプの構造と質量、設
置位置
• 熱および光シールドの必要性
• レーザーおよび電源の質量ならびに電
力
• その他、ミッション系の大規模構造物や
大電力(10W以上)が必要なものがあ
れば、リストアップ
4m
1. 5m
この他、
• 姿勢制御系/推進系に必要なリソース
• 通信/データ処理系に必要なリソース
がわかれば、大まかな衛星設計が可能
子機モジュールの1つ
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L点/地球ドリフト軌道へ投入可能な重量
• H-IIA標準型を用いると、2,000kg程度の衛星を軌道投入可能
• 子機が3機とすると、各機700kg弱の20%程度が、各子機のサイエンスペ
イロード
• 電気推進の導入や軌道最適化で、ペイロード率はもう少し向上するが、
結構厳しいのが現状
太陽
地球
太陽・地球系のL点
地球ドリフト軌道(LISA)
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想定するミッションシーケンス
• H-IIAにて打ち上げ後、太陽・地球系L点ハロー軌道
(または地球ドリフト軌道)投入に100〜300日程
度。この間子機は連結したまま。
• 目標軌道(付近)へ投入後、3つの子機を分離
• 3つの子機の距離と姿勢を確立後、機器を徐々に立
ち上げて、ドラッグフリー制御と重力波の観測を開
始
• データはHigh Gainアンテナにより可視中(1日に5
〜6時間程度)にダウンロード
• 約3年間の観測を実現する
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システム構成/電力・Mass Budget
各子機は次のようなシステム/電力/質量構成か?
ミッション系
ミラー
レーザー電源
コントローラ/ドライバ
バス系
電源
姿勢制御
通信
熱制御
データ処理
推進系
構造
各子機の質量
200kg
50kg
15kg
60kg
80kg
30kg
60kg
20kg
120kg
200kg
845kg
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今後の作業方針
•
ミッション系の情報(質量・電力・形状)をいただいた上で、今後1年を
目処に、DECIGOの概念設計(ミッションシーケンス、衛星コンフィグ
レーション、各サブシステムの重量電力リソース見積)を行う
•
DECIGO-WGの工学系メンバー3〜4人をコアに、サイエンス、通信、
データ処理、構造、熱、電源、軌道計画、推進の各専門家の意見も
聞きながら進める
•
姿勢系(formation flight + drag-free)の成立性が最大の課題だが、
ミッションに必要な重量リソースを整理することも重要
•
衛星設計の観点から、(H-IIA1機、フルペイロード打ち上げによる)
DECIGOの成立性を判断して報告
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