2007.4.18 DECIGO Workshop DECIGO：衛星設計/検討の進め方 JAXA宇宙科学研究本部 船木一幸
Objective DECIGO衛星本体については、具体的な設計はほとんど行われていない。 S/C 3 DECIGO衛星の概念設計を進めるにあたって、エンジニアサイドが必要とする項目を整理して、サイエンス側へ情報提供を求める。 S/C 1 S/C 2 基線長 1000km, フィネス 10 の腕共振器 直径 100cmの鏡 テストマス DECIGOの概念図 安東, 4th DECIGO Workshop, 2006
Outline DECIGOの仕様 Spacecraft Configuration L点/地球ドリフト軌道へ投入可能な重量 ミッションシーケンス システム構成・電力・Mass Budget 今後の作業方針 上記リストの中身が検討されていると良かったのですが、現状では、考えなくてはならない項目を並べただけです。。 とても大胆な仮定に基づいて、推定している数値があります。どんどん間違いを指摘してください。
DECIGOの仕様 全体 打ち上げ時期は、2024年頃（ミッションライフ３年程度） H-IIA202を想定 衛星寸法：φ4m×9m 質量：2,000kg程度（3機の子衛星と推進モジュールから構成される） 軌道：地球ドリフト軌道（≒LISA）、または、太陽・地球系ラグランジュ点（L点）ハロー軌道 消費電力：3kW程度（子衛星1機あたりで800W程度） ミッション部 Fabry-Perot共振器型重力波望遠鏡 バス部 太陽電池パドル（各子機で>800W） 姿勢制御系：IRU/RW/RCS統合制御系、および、μスラスタによるdrag-free制御 推進系：2液式RCS（20N/1Nそれぞれ複数機, Isp=310s） 通信/データ処理系
Spacecraft Configuration (1) f 4m f 5m 1.5m 15m 子機 8m 7.5m 3m 推進モジュール H-IIAフェアリングサイズ DECIGOの３つの子機と推進モジュール
Spacecraft Configuration (2) ミッション系リソース把握のために必要な検討 ミラー（100kg, f1m） ミラーとミラークランプの構造と質量、設置位置 熱および光シールドの必要性 レーザーおよび電源の質量ならびに電力 その他、ミッション系の大規模構造物や大電力（10W以上）が必要なものがあれば、リストアップ この他、 姿勢制御系/推進系に必要なリソース 通信/データ処理系に必要なリソース がわかれば、大まかな衛星設計が可能 子機モジュールの１つ
L点/地球ドリフト軌道へ投入可能な重量 太陽・地球系のL点 地球ドリフト軌道（LISA） H-IIA標準型を用いると、2,000kg程度の衛星を軌道投入可能 子機が３機とすると、各機700kg弱の20%程度が、各子機のサイエンスペイロード 電気推進の導入や軌道最適化で、ペイロード率はもう少し向上するが、結構厳しいのが現状 太陽 地球 太陽・地球系のL点 地球ドリフト軌道（LISA）
想定するミッションシーケンス H-IIAにて打ち上げ後、太陽・地球系L点ハロー軌道（または地球ドリフト軌道）投入に100〜300日程度。この間子機は連結したまま。 目標軌道（付近）へ投入後、３つの子機を分離 ３つの子機の距離と姿勢を確立後、機器を徐々に立ち上げて、ドラッグフリー制御と重力波の観測を開始 データはHigh Gainアンテナにより可視中（１日に５〜６時間程度）にダウンロード 約3年間の観測を実現する
システム構成／電力・Mass Budget 各子機は次のようなシステム／電力／質量構成か？ ミッション系 ミラー 200kg レーザー電源 50kg コントローラ/ドライバ 15kg バス系 電源 60kg 姿勢制御 80kg 通信 30kg 熱制御 60kg データ処理 20kg 推進系 120kg 構造 200kg 各子機の質量 845kg
今後の作業方針 ミッション系の情報（質量・電力・形状）をいただいた上で、今後1年を目処に、DECIGOの概念設計（ミッションシーケンス、衛星コンフィグレーション、各サブシステムの重量電力リソース見積）を行う DECIGO-WGの工学系メンバー３〜４人をコアに、サイエンス、通信、データ処理、構造、熱、電源、軌道計画、推進の各専門家の意見も聞きながら進める 姿勢系（formation flight + drag-free）の成立性が最大の課題だが、ミッションに必要な重量リソースを整理することも重要 衛星設計の観点から、（H-IIA１機、フルペイロード打ち上げによる）DECIGOの成立性を判断して報告