CMGによる高速姿勢制御実証実験

今回もHATO SATのミッションを紹介します！

②CMGによる高速姿勢制御実証実験

CMGとは，Control Moment Gyroscopeの略で，角運動量交換型といわれる姿勢制御装置の一種です．その原理は，高速で回転するホイールをジンバル機構で支持する構造で，ジンバルに固定されたモータによりホイールの角運動量（回転軸）の向きを変更することによって得られる，いわゆるジャイロ効果によるトルクにより人工衛星の姿勢を制御します．これまで一般的に用いられてきた姿勢制御装置には，リアクションホイールや磁気トルカがありますが，CMGはそれらに比べて数十倍のトルクを出力できるので，高速な姿勢制御が可能になります．

CMGの原理

近年は，特にリモートセンシングによる地球観測の需要が高まっており，特定の地点・設備等の詳細な形状や稼働状況を高頻度に把握することが求められています．例えば災害発生時には，災害発生地域の上空に衛星が飛来した際，衛星の姿勢を制御して，観測センサ（カメラ等）の視線方向を目標へ向ける動作を複数回行う必要があります．そこで，この高速姿勢制御の技術が重要になります．

高速姿勢制御技術の必要性

CMGはこれまで，そのトルクの大きさから国際宇宙ステーションなどの大型宇宙機の姿勢制御に主に用いられてきました．しかし，CMGはその構造の複雑さや，姿勢制御精度が劣ることなどの課題もあり，Cubesatに搭載された例は殆どありません．そこで私たちは，これらの課題を解決し，高速と高精度を両立した小型CMGの実証を目指しています．

国際宇宙ステーションに搭載されるCMG
Credit : NASA

担当　潮田