Abstract
宇宙空間という特殊な環境で使用される宇宙構造物が直面する問題の一つに，日照時と日陰時の温度差が著しいことが挙げられる．人工衛星の本体は，ヒートパイプ等の熱制御系による排熱能力が期待できるが，通信アンテナ等の外部搭載機器にはその構造体に温度変化による熱変形が発生し,
目標の位置に向けて電波を正確に発信できない可能性がある. 実際，技術試験衛星Ⅷ型（ETS-Ⅷ : Engineering Test Satellite-Ⅷ）でも，搭載している大型展開アンテナの温度推移とほぼ一致するタイミングで，大型展開アンテナから送信された電波の受信強度に推移がみられた．この現象は，アンテナの熱変形が要因であると考えられており，それによって通信ビームの焦点位置にわずかなズレが生じ，約3万6000
[km]彼方の地球上で通信ビームの中心が約60～100 [km]も移動したという報告がなされている．ETS-Ⅷの場合は，ビーム形状が広域であったため通信実験を行う上ではまったく問題がなかったものの，テニスコート1面に匹敵するほどの大きさをもつ大型展開アンテナのような大型宇宙構造物は,
固定点からの距離が長くなるため温度変化に伴う熱変形の影響が顕著に現れやすいものと考えられる．将来の通信衛星には，地上用電話回線と連携することで山間部や海洋上に広がる「圏外エリア」の解消が期待されるとともに，大規模災害時などで万が一地上用電話回線が途切れた場合であっても，衛星通信回線に切り替えることで通信状況を維持できるシステムの構築が期待されている．このような人工衛星による大容量ピンポイントの安定した通信システムを構築していくためには，温度変化に伴う熱変形を要因とする通信ビームの指向方向のズレを補償できるような対策を施しておく必要がある．
本研究では，打ち上げ後にも能動的に大型展開アンテナの形状変形ができるようなシステムを検討し，その熱変形を最小限の設計変更でかつ高い補正率で補正する手法を提案することを目的とする．そこで本報では，１つのモジュールの評価試験および解析結果からアンテナ全体の特性を把握できるというモジュール連結構造の利点を活かし，まず始めに大型展開アンテナを形成するモジュールの１つを数値モデル化して熱変形解析を実施し，アンテナ展開用の圧縮バネの残留バネ力を変化させた際の挙動の変化を確認する．また，14モジュールの解析モデルを構築し，熱変形補正を試みない場合の変形挙動を再現する．第2報では，熱変形補正解析を行い，複数の手法を融合させた補正手法について検討する．熱変形解析は，順応型
Shifted Integration法（ASI法）による解析コードを用いて実施する．
Space structures encounter various severe environments in space. One of these environments is severe thermal condition where the difference of temperature during day-time and night-time is about 200 degrees Celsius. A signal level of radio wave from the Large Deployable Reflector (LDR) mounted on the Engineering Test Satellite-VIII (ETS-VIII) was observed to change during the Earth eclipse. This phenomenon was assumed to be caused by thermal deformation of the LDR. It was not a critical issue for the ETS-VIII because the communication beam from the LDR tended to spread in the wide range. However, highly accurate pinpoint communication beams are expected to be required in the future, and this transition of the beams may affect the performance of such satellites. Therefore, we tried to seek out the means to suppress the thermal deformation mechanically by focusing into the internal force generated at springs used to deploy the antenna. Furthermore, we simulated the thermal deformation behaviour in the original model of the antenna. According to the analyses in the single module model, the deformation at central side of upper radial member is almost suppressed by controlling the spring force if constraint conditions are pin and pin-roller constraint at center axis member. On the other hand, if the constraint condition isperfect constraint at longitudinal member, this means has no effect in suppression of the deformation at peripheral side of upper radial member, although the deformation at central side of it is almost suppressed. According to the thermal deformation analysis of the original model, deformation occurred towards normal direction of the reflector surface during thermal transition. Moreover, the midpoint of the LDR was confirmed to deform for about 5[mm] which explained the phenomena actually observed on the ETS-VIII.