宇宙関連講義資料

東京工業大学 工学院 機械系 教授/機械宇宙システム専攻・機械宇宙学科(併任) 

松永 三郎

担当講義

連絡先:

速報 更新(令和2年7月13日):

参考:

お勧め本:


宇宙工学基礎 更新(令和2年12月14日)

資料の最新版は授業にて指示します。授業はzoomですが、試験はオンライン筆記試験を実施する予定。教科書、配布資料、自作ノート、関数電卓などは使用可。松永分のレポートの最終締め切りは、2月TBD日(厳守)。古谷先生分については、提出方法や締切日を古谷先生に直接打診ください。)

  1. 令和2年度日程表 
  2. 以下、最新資料等については授業時に指示します。

  3. 序論R1ppt(容量:5.4MB)
  4. 第1回レポート課題の抜粋
  5. 球対称物体の重力ポテンシャル
  6. JAXA宇宙活動ガイドブック :Mission 1-4は眺めておくこと。物理的・工学的根拠を言えるようになることが目標の一つ。:2015年頃に削除された。外部からの間違い指摘に対応するのが困難とのため。修正例も含めて指摘しょう。
  7. 資料(宇宙環境)
  8. 軌道工学の基礎 H30.12.28更新
  9. ケプラー軌道1-PPT資料 
  10. 資料(ケプラー軌道) H30.12.28更新 演習問題の回答締め切り 2月15日
  11. ケプラー軌道方程式のまとめ
  12. 資料(Hill方程式)
  13. Hill解の図(容量大:1.41MB): interceptor = chaser
  14. 日本の技術実証衛星ETS-VIIのランデブ・ドッキング技術
  15. 演習(Hill方程式):1月29日資料更新; 演習問題の回答締め切り 2月15日
  16. 資料(摂動) R2.12.14 また少し修正
  17. A Basic Description of the Two Line Element (TLE) Format
  18. 演習(摂動): 演習問題の回答締め切り 2月15日
  19. GPS資料PPT 1月24日の講義に持参ください
  20. GPS資料テキスト
  21. 以下、参考資料

  22. ロケット工学基礎資料(冨田、1-3章)
  23. ロケット工学基礎(冨田、4章)
  24. ロケット工学基礎(冨田、3回分ppt資料)
  25. 軌道変更演習問題(古谷) 締め切り:2月11日(延期)。古谷先生分については、提出方法を古谷先生に打診ください。

参考文献

1)狼、冨田、中須賀、松永、宇宙ステーション入門、第2版補訂版、東京大学出版、2014 :教科書
2)冨田、宇宙システム入門、東京大学出版、1993 :参考書
3)冨田、鬼頭、幸節、長谷川、前田、ロケット工学基礎講義、コロナ社、2001
4)木下、天体と軌道の力学、東京大学出版、1998
5)岩崎、的川、図説 宇宙工学、日経印刷、2010
6)小林、宇宙工学概論、丸善、2000
7)木田、小松、川口、人工衛星と宇宙探査機、コロナ社、2001
8)柴藤、渡辺、ロケット工学、コロナ社、2001
9)茂原、宇宙工学入門、培風館、1994
10)茂原、宇宙工学入門II、培風館、1998
11)茂原、宇宙システム概論、培風館、1995
12)姿勢制御研究委員会編,人工衛星の力学と制御ハンドブック,培風館,2007.
13)半揚稔雄、惑星探査機の軌道計算入門、日本評論社、2017
14)R.Bate, D.Mueller and J.White, Fundamentals of Astrodynamics, Dover, 1971
15)W.T.Thomson, Introduction to Space Dynamics, Dover, 1986.
16)Kaplan, Modern Spacecraft Dynamics & Control, Wiley, 1976.
17)Chobotov (ed.), Orbital Mechanics, 2nd Ed., AIAA, 1996.
18)V.R.Bond and M.C.Allman, Modern Astrodynamics, Princeton Univ Press, 1996.
19)D.A.Valldo, Fundamentals of Astrodynamics and Applications, 4th ed. (Space Technology Library), 2013.
20)Dava Newman, Interactive Aerospace Engineering and Design, McGraw-Hill, 2002.


宇宙システム工学 更新(令和3年6月9日)

レポートの締め切り:試験後の8月17日(月)午前中(厳守)までに、提出下さい。

  1. 令和3年度日程表
  2. 以下、最新資料等については授業時に指示します。

  3. 姿勢のキネマティクスとダイナミクス
  4. 姿勢(講義用PPT) 
  5. 姿勢表現まとめ
  6. 資料(オイラー角と角速度の関係表)
  7. 問題集(キネマティクス) 
  8. 演習1締め切り:8月17日
  9. 衛星の姿勢制御ppt
  10. 衛星の回転運動
  11. 資料(回転体の安定性)
  12. 外力トルク 
  13. 演習(重力傾斜トルク関連) 締め切り:8月17日
  14. 軌道変更、惑星間航行、3体問題
  15. 演習(軌道変更)締め切り:8月17日

参考文献

 1)狼、冨田、中須賀、松永、宇宙ステーション入門、第2版補訂版、東京大学出版、2014 (3刷 2020.12).
 2)木田, スペースクラフトの制御, コロナ社, 1999.
 3)木田,小松,川口,人工衛星と宇宙探査機,コロナ社,2001.
 4)村上, コマから衛星までー回転体の運動と制御ー, 日本ロケット協会, 1996.
 5)茂原,鳥山,衛星設計入門,培風館,2002.
 6)茂原, 宇宙工学入門, 培風館, 1994.
 7)茂原, 木田、宇宙工学入門II, 培風館, 1998.
 8)岩崎, 的川, 図説 宇宙工学, 丸善, 2010.
 9)小林,宇宙工学概論,丸善,2001.
10)姿勢制御研究委員会編,人工衛星の力学と制御ハンドブック,培風館,2007.
11)Wie, Space Vehicle Dynamics and Control, 2nd Ed., AIAA, 2008.
12)Sidi, Spacecraft Dynamics and Control, Cambridge Univ Press, 1997.
13)Hugehes, Spacecraft Attitude Dynamics, Wiley, 1986.
14)Bate, Mueller and White, Fundamentals of Astrodynamics, Dover, 1971.
15)Bryson, Control of Spacecraft and Aircraft, Princeton Univ Press, 1994.
16)Thomson, Introduction to Space Dynamics, Dover, 1986.
17)Kaplan, Modern Spacecraft Dynamics & Control, Wiley, 1976.
18)F. Landis Markley, John L. Crassidis, Fundamentals of Spacecraft Attitude Determination and Control, Springer, 2014.
19)Geoffrey N. Smit, Spacecraft and Payload Pointing, AIAA, 2015.
20)H. Schaub, J. L. Junkins, Analytical Mechanics of Space Systems, 4th ed, AIAA, 2018.


大学院講義 宇宙システムイニシアティブ(旧 宇宙システムデザイン, 宇宙システム工学特論 更新(平成23年4月13日)

      

    以下、最新資料等については授業時に指示します。

  1. 平成23年度講義概要
  2. 演習「微小重力とは」 
  3. 衛星設計コンテスト web内に過去作品の解析書あり
  4. 平成17年度ロケット設計作品例
  5. 平成17年度感想および作品コメント

参考: 宇宙システム工学 の資料参照


[廃講] 機械宇宙学実験第2 CMG実験 更新(平成22年4月20日)

  1. CMG実験テキスト
  2. CMG実験(講義説明用PPT資料)

参考文献

 1)狼、冨田、中須賀、松永、宇宙ステーション入門、第2版、東京大学出版、2008.
 2)木田, スペースクラフトの制御, コロナ社, 1999.
 3)木田,小松,川口,人工衛星と宇宙探査機,コロナ社,2001.
 4)村上, コマから衛星までー回転体の運動と制御ー, 日本ロケット協会, 1996.


[廃講] GPS基礎実験 更新(平成16年11月29日)

  1. GPS基礎実験テキスト(一部修正・変更)
  2. GPS基礎実験説明用ファイル

参考資料: 日本のロケット・衛星リスト(抜粋)

  1. 日本のロケット
    1. H-IIA(液酸・液水)
    2. M-V(固体):2006年9月の打上で引退 => 新型の小型固体ロケットの開発へ
    3. H-IIB(液酸・液水):2009年9月11日試作1号機成功、HTV実証機の軌道投入に成功
    4. GX(LNG推進):開発中 => 開発は難航中 => 中止
  2. 日本の衛星
    1. 大型衛星
      1. 陸域観測技術衛星「だいち」 (地球観測):運用中
      2. 技術実証衛星VII型 ETS-8 (通信):運用中
      3. 温室効果ガス観測技術衛星―GOSAT (地球観測):運用中
      4. 超高速インターネット衛星―WINDS (通信):運用中
      5. 準天頂衛星 (測位):2010年打ち上げ運用中
    2. 中型衛星
      1. 小惑星探査機「はやぶさ」 (小惑星探査):運用中
      2. X線天文衛星「すざく」(天体観測):運用中
      3. 赤外線天文衛星「あかり」(天体観測):運用中
      4. 太陽観測衛星 「ひので」(天体観測):運用中
      5. 月周回衛星 SELENE 「かぐや」 (月探査):運用成功、運用終了
    3. 小型衛星
      1. μラブサット1号機―μLabsat (技術実証):運用中
      2. 小型科学衛星「れいめい」 (技術実証):運用中
      3. ソーラーセイル実証小型衛星 SSSAT (技術実証):打上成功 
      4. 小型ソーラー電力セイル実証機 IKAROS (技術実証):2010年打ち上げ、世界初。分離カメラによる全体写真に成功。その分離機構は松永研が設計支援、システム試験担当 
    4. 大学主導衛星
      1. 東京工業大学
        • CUTE-I (技術実証):2003年6月ロシアRockotロケット打上、運用中 
        • Cute-1.7 + APD (技術実証・理学観測):2006年2月M-V-8ロケット打上、運用成功後、放射線障害に陥り、2009年10月25日、小笠原沖にて大気圏再突入 
        • Cute-1.7 + APD II (技術実証・理学観測):2008年4月インドPSLVロケット打上、運用中
        • TSUBAME  (50kg級 技術実証・天体観測):2014年11月6日にロシアのロケット・ドニエプルにより打ち上げられ、初期運用に成功。3ヵ月後通信途絶、現在、復旧運用中。
      2. 東京大学
        • XI-IX (技術実証):2003年6月ロシアRockotロケット打上、運用中 
        • XI-V (技術実証):2005年11月ロシアCosmosロケット打上、運用中 
        • PRISM (地球観測):2009年1月23日H-IIAで打上、運用中 
        • Nano-JASMINE (天体観測):開発中 
      3. 日本大学
        • SEEDS (技術実証):2006年6月ロシアDeneperロケット打上失敗
        • SEEDS 2 (技術実証):開発中、2008年4月インドPSLVロケット打上予定
        • SPROUS (技術実証):開発中
      4. 北海道グループ(北海道工業大学、北海道大学、メーカー)
        • HITSAT (技術実証):2006年9月M-V-7ロケット打上、運用終了、再突入
        • 大樹 (地球観測):開発中
      5. 九州グループ(九州大学、メーカー)
        • QTEX (技術実証):開発中
      6. 香川グループ(香川大学、高松高専)
        • STARS-I (技術実証):2009年1月23日H-IIAで打上、初期運用に成功 
      7. UNISEC NPO大学宇宙工学コンソーシアム