姿勢制御系

姿勢制御系とは

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姿勢制御系は、TSUKUTOの姿勢(回転、向きのこと)の制御と推定を行う系です。 様々な力を受けて回転する衛星を安定させるのが姿勢制御、その時々の衛星の姿勢を把握するために行うのが姿勢推定です。

制御と推定について詳しく紹介します。

姿勢制御

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通信がスムーズに行えるよう、欲しい写真が撮れるよう、衛星の向きや回転を調整するのが姿勢制御です。 TSUKUTOでは、沿磁力線制御という方法を用いています。 沿磁力線制御とは、衛星に磁性体を搭載して、地球磁場に沿わせることで向きを制御する方法です。 私達は磁石に加え、磁気ダンパという減衰器を載せることで、制御の精度を 高めています。 TSUKUTOでの制御は、受動制御であり、こちらから衛星に指示を出すことで姿勢を調整することはできません。そのため、軌道周回中どのような姿勢をとるのか、事前にシミュレーションをすることで確認し、質量特性を調整したり、磁気ダンパの載せる本数を考えたりすることが私たちの仕事です。

衛星が実際にどのように動くか視覚化している

衛星の角速度の視覚化

姿勢推定

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宇宙にあり、観測することのできない衛星の姿勢を推定するのが姿勢推定です。

衛星に搭載するセンサからの観測データと、計算モデルによる理想的なデータを参照することで、精度の高い推定を目指します。 センサについて、TSUKUTOには、地磁気センサ、太陽センサ、IMU(加速度センサと角速度センサが載った6軸センサ)が載っています。それぞれのセンサの動作試験を行い、様々な影響による不具合を、プログラムで補正します。 また、衛星の位置や時刻から、宇宙空間で期待される理想的な地磁気や太陽の方向を得るため、計算モデルを参照する必要があります。計算モデルも既存のものなどを参考に自分たちで作成します。 これらを統合して、姿勢推定を行います。