宇宙機は打上げ時の質量および容積に制約があるため，1回，または少ない打ち上げ回数で大型構造物を宇宙で構築しようとすると，軽量で，かつ，打ち上げ時には小さく収納して，軌道上で大きく展開する必要があります．実際，打ち上げコストを考慮すると，打ち上げ回数はできるだけ少なくする必要があり，収納・展開が可能な構造が必須となります．

軽量性と展開・収納性に優れた構造として最も期待されているのが，ケーブルや薄膜などから成る，ゴッサマー構造と呼ばれます構造です．ただし，宇宙機をゴッサマー構造のみで構成することは事実上難しく，一般には，ゴッサマー構造と，宇宙機バス，その他の構造が結合した多体構造になると考えられます．実際，ソーラーセイルなど，過去に打ち上げられたゴッサマー構造物はそのような多体構造になっています．

我々の研究室では，超軽量膜面展開構造について研究・開発を続けてきており，小型ソーラー電力セイル実証機IKAROSのセイル膜構造の開発や軌道上データの解析等にも携わってきました．

そして，現在はこれまでの研究成果の宇宙科学ミッション，あるいは，衛星機器等への適用に注力しており，例えば，以下の研究・開発を行っています．

1. 超小型ソーラー電力セイル
2. 無線電力伝送用展開レクテナ
3. 薄膜太陽電池パドル
4. 膜面アンテナ
5. デオービット膜デバイス

佐藤は，今後の宇宙探査に必要なテラメカニクスに取り組んでいます．特に，微小重力下での土壌の振る舞いは重力下とは全く異なるため，落下試験による現象理解や，土壌の挙動を予測するためのシミュレーションが重要となります．

本研究成果は，火星衛星探査計画MMXのサンプリングシステムによる掘削挙動の予測に役立てられています．

佐藤が代表で，ISAS戦略的開発研究「探査機用機構部品のための樹脂系固体潤滑剤の開発としゅう動部の寿命予測法の構築」を2020年度から2022年度まで実施し，2023年度からは「探査機用機構部品のための固体潤滑剤の実装に向けた高信頼性化」を実施中です．

探査ミッションでは，サンプル分析の都合上，サンプルに触れる可能性の高い部品では使用可能な材料が制限されます．このため，このような制限を満たしつつも長期保管に耐え，摩耗しにくい堅牢な固体潤滑を開発しています．

従来から，Simplex mast、Higeless mast、AstoMastなど、軽量な伸展マストが宇宙ミッションによく使われてきました．昨今，深宇宙探査機や超小型衛星など質量制約の厳しい宇宙機に，高収納効率で軽量な高剛性の伸展マスト（ブーム）を搭載するミッションが増えつつあります．そこで，我々の研究室でも，様々なブームについて，設計・解析理論を構築し，実験モデルで検証するとともに，企業や他の研究室とともに宇宙用の伸展ブームを開発してきています．

そして，それらの成果を以下のミッションに適用しようとしているところです．

• 磁力計用伸展ブーム（Comet Interceptorミッション）
• 自己展開レクテナ（無線電力伝送実証ミッション）
• ソーラーセイル展開構造（PIERISミッション）
• 月面用伸展マストおよびダイポールアンテナ（月面天文台ミッション）
• 薄膜太陽電池アレイ（OPENS-0ミッション）