宇宙工学シリーズ 3 人工衛星と宇宙探査機（増補）

著者名：木田隆/小松敬治/川口淳一郎

コロナ社（2023/12発売）

• ISBN：9784339012316

内容説明

人工衛星と宇宙探査機の設計法について，具体的な多くの例題も紹介しながら，システム構成，構造設計，軌道設計，制御技術について解説。増補では新たに章を追加し，衛星のサブシステムや搭載機器の耐環境性のための検証試験も追加。

目次

1．衛星と宇宙探査機の概要
1.1　宇宙機
1.2　宇宙機の軌道
1.3　打上げ
1.4　衛星の構成
1.5　衛星と探査機の実例

2．衛星と宇宙探査機システムの設計
2.1　構造サブシステム
　2.1.1　構造設計の概要
　2.1.2　衛星にかかる荷重
　2.1.3　構体
　2.1.4　材料
　2.1.5　寸法の決定
　2.1.6　展開構造物
2.2　電源系サブシステム
　2.2.1　電池
　2.2.2　食の計算法
　2.2.3　太陽電池
　2.2.4　燃料電池
2.3　熱制御系サブシステム
　2.3.1　熱放射
　2.3.2　放射による熱移動
　2.3.3　熱伝導による熱移動
　2.3.4　対流
　2.3.5　ヒータとクーラ
　2.3.6　衛星の熱制御例
2.4　推進系サブシステム

3．衛星の構造解析
3.1　モード解析
3.2　有限要素法プログラム
3.3　有効モード質量
3.4　部分構造法
3.5　衛星のダイナミックモデル

4．軌道計画の決定とその運用
4.1　軌道運動の基礎
　4.1.1　二体問題
　4.1.2　二体問題に関する力学的な性質
　4.1.3　ケプラー６要素（軌道要素)
　4.1.4　ケプラー方程式
　4.1.5　カルテシアン要素からケプラー要素へ
　4.1.6　ケプラー要素からカルテシアン要素を求める
　4.1.7　軌道移行
　4.1.8　ヒルの方程式（円軌道上でのランデブー)
4.2　衛星コンステレーション
　4.2.1　開発の歴史
　4.2.2　コンステレーションの軌道設計
　4.2.3　航法精度評価
　4.2.4　最近のコンステレーション検討方向
4.3　惑星間飛行の計算法
　4.3.1　ランベルトの定理
　4.3.2　ランベルト問題の具体的な解法
　4.3.3　地球出発時の幾何学的関係と出発双曲線軌道，パーキング軌道の計算法
　4.3.4　脱出軌道投入時のケプラー６要素計算法
　4.3.5　目標惑星到着時の軌道関係式
　4.3.6　スイングバイ
4.4　軌道決定
　4.4.1　軌道誤差（変分）の伝搬
　4.4.2　条件付き確率（期待値)
　4.4.3　確率過程とカルマンフィルタ
　4.4.4　推定共分散の最小化とカルマンフィルタ
　4.4.5　最小２乗推定とバッチシーケンシャル法
　4.4.6　電波による観測情報―距離と距離変化率
　4.4.7　１パス内の距離，距離変化率計測による軌道推定の精度
　4.4.8　軌道決定誤差の解析的評価

5．人工衛星の姿勢制御
5.1　姿勢運動の基礎
　5.1.1　姿勢の表現
　5.1.2　キネマティックス
　5.1.3　ダイナミックス
5.2　外乱トルク
5.3　姿勢の安定化
　5.3.1　スピン衛星
　5.3.2　重力安定化衛星
5.4　姿勢決定
　5.4.1　光学センサ
　5.4.2　慣性センサ
　5.4.3　姿勢決定アルゴリズム
5.5　姿勢の制御
　5.5.1　制御系の構成
　5.5.2　ホイールによる制御
　5.5.3　CMGによる制御
　5.5.4　ガスジェットによる制御

6．搭載機器の環境耐性と試験による検証
6.1　衛星の開発計画と試験モデル
6.2　荷重の設定
6.3　衛星に課せられる構造試験
6.4　正弦波振動試験
　6.4.1　正弦波振動試験の条件
　6.4.2　結合解析による加速度荷重の決定
　6.4.3　剛性条件の緩和
6.5　音響荷重
6.6　衝撃荷重

付録
略語集
参考文献
索引