巡天カメラの大口径機械シャッターの回転により生じる微小振動は、巡天カメラの主要な撹乱源の一つです。微小振動は宇宙光学望遠鏡の画像分解能を低下させますが、スペースや質量の制約によりシャッターは静動バランス抑制措置を取ることができません。シャッターの動作周波数は非常に低く、わずか0.77Hzであり、従来の受動的な振動隔離方法では振動隔離効果と支持剛性の両立が困難です。本論文では、対開式シャッター構造形式を用いて、2つの回転軸平面内の励振力を相殺し、2つの回転軸平面法線方向の励振力を倍増させました。対開式シャッターの特性に基づき、ドライブ曲線最適化に基づく励振力抑制方法を提案し、機械シャッターの励振力の数学モデルを構築し、2つの回転軸平面法線方向の励振力ピーク絶対値最小化を最適化目標とし、シンプレックス法を用いてシャッター駆動曲線を最適化しました。シミュレーション実験により、中高周波成分の微小振動が十分に抑制され、回転軸軸方向励振力の振幅は0.73 Nから0.018 Nに低減し、2つの回転軸平面法線方向励振力は2.92 Nから1.72 Nに低減し、41％の低減となり、数学モデルの正確性と最適化方法の有効性が検証されました。この方法は他の類似した回転機構の振動低減設計および最適化に応用可能です。

巡天カメラ;機械シャッター;微小振動;曲線フィッティング;目的最適化;シンプレックス法