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姿勢・軌道制御

attitude and orbit control

 人工衛星のミッション達成のため,衛星の姿勢を目標方向に変更・保持し,衛星を所定軌道に投入・保持することをいう.スピン衛星の姿勢と軌道の制御は,地上からの指令によってガスジェットスラスタを噴射させて行う.通信衛星では本体は回転しているが,衛星内部の制御系によりアンテナを地球に指向させる機能を持つデュアルスピン型がある.大型,大電力,高姿勢精度の要求やミッション要求に適した三軸制御方式の衛星が近年多くなっている.この姿勢制御方式には大別してゼロモーメンタム方式,バイアスモーメンタム方式がある.姿勢センサ,制御回路,アクチュエータで構成される制御系であり,スピン衛星に比較し複雑で多様である.軌道制御はスピン衛星と同様,地上からの指令で実行される.制御回路は姿勢誤差と制御量をおもに計算する機器であるが,姿勢推定や故障検知/システム再構成などの高度な処理を行うものも実現している.姿勢および姿勢変化率を検出する機器は太陽センサ,地球センサ,ジャイロなどがある.姿勢制御トルク発生機器はガスジェットスラスタ,ホイール,磁気トルカなどがある.軌道制御力発生機器はガスジェットスラスタ,イオンエンジンなどがある.姿勢変動の要因は太陽放射圧,空気力,地球磁場,重力があり,一方軌道変動の要因は地球へん平性,太陽・月の引力,空気力などがある.姿勢安定/姿勢制御方式の代表例を表に示す.