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Introducing JAXA's technologies
JAXAの技術紹介
複合物理・システムレベル
シミュレーション技術

河津 要kAWATSU kaname

技術の概要 宇宙システムを対象とした複合物理・システムレベルシミュレーション技術をご紹介します。
宇宙探査、軌道上サービス、将来宇宙輸送等の高度なミッションを実現する宇宙システムは複雑となり、成立性評価や技術リスクの見極めが重要となります。一方で、宇宙環境は地上で完全に再現することが難しく、試験による評価・検証には大きな制約があります。
本技術は、熱流体、機構、電力、制御などの複数の物理現象に加え、システムを構成する機器・サブシステム間の相互作用を統合的にモデル化し、システム全体の挙動を仮想空間上で評価・検証するものです。本技術により、複雑化する宇宙システムの性能、安全性、運用性をシステムのライフサイクルを通して総合的に評価することが可能となります。
さらに、多数並列解析、多領域設計探索・最適化、解析・処理の自動化といった技術を組み合わせることで、開発期間の短縮、設計品質の向上、およびデジタル開発(MBD:Model Based Development)の実現に向けた取り組みを進めています。
本技術は宇宙分野だけでなく、ロボティクス、自動車、航空機、エネルギーインフラなど、複雑なシステムの設計・運用における性能評価やリスク分析、最適設計にも活用可能です。
アピール
ポイント
  • 熱流体、機構、電力、制御などの複数の物理現象を連成し、システム全体を俯瞰した解析・評価が可能
  • システムを構成する要素間の相互作用を考慮し、システム全体としての性能や挙動の評価を実現
  • 地上試験では再現が難しい宇宙環境をデジタル空間上で模擬し、成立性や技術リスクの評価が可能
  • JAXAで実証・蓄積した技術を大学・企業へ広く展開
適用先(例)
  • 複雑な移動体システムの設計・運用評価: 安定性や運用リスクを事前に検証
  • 自律制御システムの性能向上: 制御パラメータ最適化と安全性評価を実施
  • 安全設計・リスクマネジメントへの活用: 設計パラメータの影響分析や異常時のリスクを評価
  • 研究開発・事業化検討を支援: 大学・民間企業における技術開発・事業化検討にも活用
図表
再使用型宇宙輸送・惑星探査着陸システム
宇宙機自動ドッキングシステム
有人宇宙輸送アボートシステム
関連知財
(プログラム/
公開文献)
  • 宇宙機ドッキング機構統合評価スクリプト
    • K. Kawatsu, H. Kurata, and H. Mizuno, “Multi-disciplinary model-based development method targeting spacecraft automated docking systems,” 2025 AAS/AIAA Space Flight Mechanics Meeting, 2025.
  • 宇宙機スラスタプルーム影響統合評価スクリプト
    • A. Noumi, R. Ujiie, S. Ueda, K. Someya, N. Ishihama, and Y. Kondoh, “Verification of HTV-X resilient design by simulation environment with model-based technology,” AIAA SciTech Forum. AIAA 2018-1926, 2018.
    • Y. Daimon, N. Ito, and S. Noritake, “On-Orbit Test of Exhaust Gas Plume and Validation of A Hybrid Navier-Stokes/DSMC Simulation for Plume Impingement,” 8th Space Propulsion Conference, 2022.
  • ロケット・宇宙機着陸降下系システム統合解析プログラム
    • 倉田博文,雨川洋章,河津要, “再使用型ロケット概念検討のための複合物理シミュレーションプラットフォームの構築” 第67回宇宙科学技術連合講演会講演集,1P04,2023.
    • H. Amakawa, K. Kawatsu, M. Otsuki, and M. Baba, “Utilization of a Reduced Order Landing Dynamics Model towards Operation Decision Making for Martian Moons eXploration (MMX),” 35th International Symposium on Space Technology and Science, 2025.
  • 宇宙機自動ドッキング機構システム複合物理統合解析モデル(MADOKA)
    • 倉田博文,水野光,河津要, “宇宙機自動ドッキングシステムを対象とした縮退モデルの構築と検証” 第68回宇宙科学技術連合講演会,1B17, 2024.
  • 緩降下システム解析ツール(LS-IDAC)
    • K. Fujimoto, H. Amakawa, and K. Kawatsu, “Multi-physics Simulation Code LS-LUCA for Innovative Space Transportation System Design,” 2026 IEEE Aerospace Conference, 2026