磁束ピンニング効果を利用した非接触擾乱抑制機構の検討

摘要

宇宙機を用いた探査は我々に宇宙に関する多くの知識を与える．Hubble 宇宙望遠鏡を打ち上げた1990年から，今に至るまで，宇宙望遠鏡が獲得した画像は宇宙や銀河系を理解するために貢献してきた．今後の宇宙望遠鏡を用いた探査は，より遠くの惑星や銀河系を，より鮮明に撮像することを狙う．NASA によるJamesWebb Space Telescope (JWST) やJAXA とESA によるThe Space Infrared Telescope for Cosmol-ogy and Astrophysics (SPICA) は，既存の宇宙望遠鏡に比べ大きな主鏡を有し，観測精度向上のために多くの技術を搭載している．これらの次世代を担う宇宙望遠鏡が，より精度のよい宇宙観測を行う際に，必要とされる技術の中に，振動と熱管理が挙げられる．振動と熱は，バス部内の機器が作動することによって生ずる．振動がミッション部に搭載されている観測機器を揺らすことによって，観測データにブレやボケを誘発させる．また熱は主鏡まで到達することで，熱歪みを引き起こし，観測精度を低下させる要因となる．特に次世代の宇宙望遠鏡の高指向精度を達成するためには，これらの要因を厳しく管理する必要がある．既存の振動抑制機構として，Stewart Gough Platform(SGP)1 やTip Tilt Mirror (TTM)2 などが用いられてきた．SGP は6 自由度に動く機構であり，作動部をセミアクティブに制御することによって，その振動の影響を抑圧する．TTM は副鏡を稼働させるアクチュエータとして用いられ，振動の影響を打ち消すように制御することによって，観測画像の精度を向上させる手法である．しかしながら，これら既存の手法には今後の次世代宇宙望遠鏡の精度を向上させる上で課題が残されている．SGP のような，構造材を用いてミッション部とバス部を接続する機構は，熱伝達を許容する．加えて粘性流体を用いる方法は，JWST やSPICA がミッションを行うことを予定している太陽-地球系L2ポイントにおけるハロー軌道上では凍結することが考えられる．また極低温環境下では，構造材の周波数特性が大きく変化するため，地上実験での振動抑制機構の周波数特性の把握は困難なものである．