橋本 樹明

A Magnetic Bearing Wheel (MBW) with inclined magnetic poles is under development. This paper deals with the analysis of disturbance factors and motion of MBW. In general, disturbance factors of a magnetic bearing is limited to rotor imbalance, and motion of the magnetic bearing is discussed under the action of synchronous disturbance force/moment caused by the imbalance. This imbalance is defined by the radial shift (static imbalance) and tilt (dynamic imbalance) of sensor detection surface against the principal inertial axis of rotor. However, besides the imbalance, there are actually other disturbance factors such as the radial shift and tilt of rotor core surface similar to sensor detection surface, and the distortion of those surfaces so that MBW generates synchronous and harmonic disturbances. In this paper, all disturbance factors of MBW is formulated, and the relation between each factor and disturbance force/moment is clarified. Moreover, it is clarified that there are forward and backward components to the direction of rotor spin in radial harmonic disturbances.

A Magnetic Bearing Wheel (MBW) with inclined magnetic poles is under development. This paper deals with the low disturbance control method of MBW based on the disturbance feedback. This control method generates the rotor displacement command that converges synchronous and harmonic components included in the disturbance of MBW to zero. This control system can be stabilized by adding appropriate phase lead as a function of the rotational speed of the rotor to the rotor displacement command. Based on the stability analysis by root loci, a simple adjusting method of the phase lead parameters is proposed. Next, the effectiveness of this control method is verified by the numerical simulation and the experiment. This control system enables the disturbance of MBW to decrease to 0.1 N_<rms>/0.045 Nm_<rms> or less in all rotational speeds up to 6000 rpm.

本報告書では,宇宙科学研究所のX線天文観測科学衛星「あすか」および「ASTRO-E」の姿勢(および軌道)制御系について詳述する。これら二つの科学衛星は,その規模(重量,寸法,有能電力等)に於いてかなり異なるにもかかわらず,両者の姿勢制御系は宇宙科学研究所の天文観測衛星のために開発された,独特の多くの特徴を共有している。本報告では,1)ミッション要求を満たすための姿勢(軌道)制御系の機能構成および設計方針,2)姿勢(軌道)制御系機器の構成と性能の概要,3)各制御機能の動作原理(制御則),4)制御系動作実証試験,および5)「あすか」の姿勢制御系に対する軌道上動作・性能の評価,について報告する。本報告書を纏めるに当たり,筆者等は,本報告書が人工衛星,特に天文観測科学衛星の開発や運用に携わるエンジニアにとって,実際を知るための興味深く有用なテキストとなることを願うものである。

「はやぶさ」は2003年5月9日に打ち上げられた小惑星探査ミッションで、Ｓ型小惑星1998SF36をそのターゲット天体としている。現在ミッションは打ち上げ後の初期運用フェーズを終え、定常運用へと移行している。 このミッションは工学ミッションとして（１）電気推進の運用：（２）自律航法；（３）微小低重力下でのサンプリング；（４）カプセルの再突入と回収、の4つの大きな課題を担っている。 サイエンス観測としては、本講演で延べるAMICA（Asteroid Multiband Imaging CAmera）の他に赤外分光計、蛍光Ｘ線スペクトロメータ、LIDARが理学観測に用いられることになっている。 AMICAは光学航法カメラ（Optical Navigation Camera: ONC）の望遠カメラ（ONC-T）にフィルタと偏光子を装着したもので、衛星システム上では望遠光学航法カメラ（ONC-T）を理学観測機器として捉えるときに限り、特にAMICAというシステム呼称が用いられている。 このカメラは8バンドのフィルタホイールを搭載しているが、1バンドを航法用のwideバンドフィルタに用いるため分光フィルタは7バンドを装備している。これらは小惑星の分光観測システムであるECAS（EightColor Asteroid Survey）で使用されるフィルタセットに準拠させている。また偏光子は視野の一部を占めるよう、CCDの直上に配置している。これは光学ガラスに一定の方向に整列した細長い銀粒子を埋めこんだもので、これをCCD面の１辺に４方向の偏光面角（0、 45、 90、 135度）を持つように切り出した小片を配置したものである。 本講演では、これら総合試験・性能評価で最終的に得られた結果、また初期運用で得られたデータの紹介など、AMICAの現況と今後実施する小惑星観測について紹介する。