宇宙光学カメラは高精度システムであり、その主鏡は繰り返し展開機構により支持され、システムのイメージングを実現する。宇宙光学カメラの繰り返し展開機構の精度を向上させるために、Miura折り紙の原理に基づく薄膜保護カバーの折りたたみ方法が提案され、パラメータ解析が行われた。NX/SSTシミュレーションソフトウェアを用いて展開機構の保護カバーの有無による温度場を解析し、異なる温度勾配下での主鏡取付面の変形規則を研究し、展開機構保護カバープロトタイプを用いて繰り返し展開試験を実施した。結果は、本研究で設計した繰り返し折畳み可能な薄膜保護カバーの展開角θ_A=120°で構造はおよそ85%の展開を完了し、モデル形状は依然として整っていることから、保護カバーの随動繰り返し展開機能を検証した。熱解析により、保護カバー装着時の展開機構の最高温度は12 ℃、最低温度は3.5 ℃であり、保護カバー未装着時と比較して最高温度は22 ℃低下し、最低温度は51.5 ℃上昇し、保護カバーが展開機構の温度勾配を有効に低減していることが分かった。実験結果は、展開機構が10回の繰り返し展開試験後におけるX方向の繰り返し精度の絶対平均値が0.00216 mm、Y方向が0.00596 mm、Z方向が0.00348 mmであることを示した。本研究で設計した展開機構は高い繰り返し展開精度を有し、折り紙の原理に基づく薄膜保護カバーは良好な繰り返し展開性、遮光性および熱制御効果を有し、宇宙環境下での光学カメラの応用を効果的に保証できる。

宇宙カメラ;薄膜保護カバー;Miura折り紙;不均一温度場;熱変形