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科研費による過去の研究
これまでの科研費による研究の成果報告等については，科研費データベースを参照ください（宮崎についてはhttps://nrid.nii.ac.jp/nrid/1000030256812/．山﨑についてはhttps://nrid.nii.ac.jp/ja/nrid/1000040632302/）． 以下に，これまでの科研費による研究を簡単に紹介します． この研究は現在進行中の研究です．その概要や成果については，別ページで順次紹介していきます． この研究は東工大の松永三郎先生が代表者となって進めている研究です．本研究室で行っている研究の概要については，別ページを参照ください． 概要については，山﨑グループのページを参照ください． この研究は，大型膜面やケーブルなどのゴッサマー構造と伸展ブームや宇宙機本体などの支持構造から成る大型ゴッサマー多体宇宙構造物の高速・高精度の運動解析理論の構築と，展開などの運動の予測法の確立，それによる運動の本質の理解を目指した研究でした．その概要や成果については，別ページを参照ください．
では，現時点でどの程度のものであれば実現できる可能性があるのか，今後，どの技術がどの程度発展すれば，どのくらいの大きさの宇宙構造物を実現できそうか，という点を研究したいというモチベーションが，この研究のきっかけでした．そして，科研費の支援を得て，主に以下のような成果を得ました．
もちろん，これを単純に大型化しようとすると，どれだけの段数のトラス構造にすればいいのか，伸展時のブーム収納部（ノード）内のスピンドルの摩擦や伸展方向を誘導するためのロッドとブームとの摩擦，膜面の展開拘束効果（折り目剛性などの影響による効果）など，展開を妨げるものの定量的評価ができるのか，定量的評価ができたとして，それをどう設計に活かすのか（展開拘束効果が与えられたとき，それを上回るだけの自己伸展力をもったブームの設計パラメータをどうやって決定するのか），ノードはどれくらいまで小さくできるのか（小さくしすぎると，ブームを巻き付けられない），といった問題があります．そこで，この研究では，そのような問題の応えられるような基礎理論および設計手法を構築しました．その詳細は，今後，論文として発表する予定です．
[reference] 宮崎康行, 「BCONブームの曲げ理論」, 第56回構造強度に関する講演会講演集, 1A18(JSASS-2014-3019), pp.48-50, 平成26年8月6日～8月9日, 浜北文化センター, 2014. 村田亮, 井上翔太, 宮崎康行, 「宇宙構造物の伸展部材用コンベックステープの展開挙動」, 第56回構造強度に関する講演会講演集, 1A17(JSASS-2014-3018), pp.45-47, 平成26年8月6日～8月9日, 浜北文化センター, 2014. 宮崎康行, 村田亮, 井上翔太, 鈴江隼太, 「コンベックステープの巻き付け時の変形の理論解」, 第29回宇宙構造材料シンポジウム, pp.1-11, 平成25年12月3日, JAXA, 相模原, 2013.
右の図は，打ち上げ前に，膜の減衰を適当に仮定した際の展開予測例です．膜の減衰は，大きければ大きいほど，宇宙機全体の姿勢安定を確保しやすいのでありがたいのですが，打ち上げ前は，安全側で予測しようということで，減衰をかなり小さく見積もって設計していました．
IKAROSでは，様々な軌道上データが得られており，ソーラー電力セイルの構造系専門部会では，フライトデータを見ながら，様々な議論がなされました（我々は，その議論にはあまり参加・貢献できていませんが）．その結果は，木星トロヤ群探査の検討に活かされると思います． 下の図は，矩形膜に面内せん断変形を与えたときに生じる膜のしわを解析した例です．実験と複数のシェル要素（DK要素，MITC要素）と簡易理論解析の比較や，DK要素と種々の膜要素との比較を行い，Mod-SRM要素と名付けた，圧縮側でも精度よく膜面の応力分布をもぎできる膜要素を用いることで，シェル要素と同様の結果を得られることを示しました． 
[reference] 山崎政彦，「膜面宇宙構造物の非線形構造ダイナミクスの低次元化手法の研究」，2011年度日本大学大学院理工学研究科博士論文，2012年3月. Hiraku Sakamoto, Yasuyuki Miyazaki, and Osamu Mori, Transient Dynamic Analysis of Gossamer Appendage Deployment Using Nonlinear Finite Element Method, Journal of Spacecraft and Rockets, 48(5), pp.881-890, September 2011, DOI: 10.2514/1.52552 Masahiko Yakazaki and Yasuyuki Miyazaki, Error Estimation of Low-Order Model for Gossamer Muti-body Structure, AIAA-2011-6281 (Proc. AIAA Modeling and Simulation Technologies Conference 2011), pp.1-9, August 2011, DOI:10.2514/6.2011-6281 Masahiko Yakazaki and Yasuyuki Miyazaki, Empirical Model Reduction of Geometrical Constrained Gossamer Structures, Journal of System Design and Dynamics, Special Issue of Asian Conference on Multi-Body Dynamics 2010, 5(3), pp.441-449, April 28, 2011, DOI: 10.1299/jsdd.5.441 Yoji Shirasawa, Osamu Mori, Yasuyuki Miyazaki, Hiraku Sakamoto, M Hasome, Nobukatsu Okuizumi, Horotaka Sawada, Hiroshi Furuya, Saburo Matunaga, and Michihiro Natori, Analysis of Membrane Dynamics using Multi-Particle Method for Solar Sail Demonstrator "IKAROS", AIAA-2011-1890 (Proc. 52nd AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference), pp.1-14, April 2011, DOI:10.2514/6.2011-1890 Hirotaka Sawada, Osamu Mori, Nobukatsu Okuizumi, Yoji Shirasawa, Yasuyuki Miyazaki, Michihiro Natori, Saburo Matunaga, Hiroshi Furuya, and Hiraku Sakamoto, Mission Report on The Solar Power Sail Deployment Demonstration of IKAROS, AIAA-2011- 1887 (Proc. 52nd AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference), pp.1-11, April 2011, DOI:10.2514/6.2011-1887 Masahiko Yakazaki and Yasuyuki Miyazaki, Low-Order Model of Spin Type Solar Sail Dynamics by Empirical Model Reduction, AIAA-2011-1891 (Proc. 52nd AIAA/ASME/ASCE/ AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference), pp.1-8, April 2011, DOI:10.2514/6.2011-1891 Yasuyuki Miyazaki, Yoji Shirasawa, Osamu Mori, Hirotaka Sawada, Nobukatsu Okuizumi, Hiraku Sakamoto, Saburo Matunaga, Hiroshi Furuya, and Michihiro Natori, Conserving Finite Element Dynamics of Gossamer Structure and Its Application to Spinning Solar Sail "IKAROS", AIAA-2011-2181 (Proceedings of 52nd AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference), pp.1-17, April 4-7, 2011, Denver, Colorado, DOI:10.2514/6.2011-2181 この研究は，東工大（当時）の松永三郎先生が代表者となって進めた研究です．詳細は科研費のデータベースで確認できます．我々の研究室では，カメラ画像を用いて膜面の三次元復元推定を行い、膜形状解析を行いました．この研究は，後のSPROUTの複合膜面展開ミッションにおける画像解析や，後の科研費研究「大型ゴッサマー多体宇宙構造物の運動予測法の確立と運動の理解」や「データ駆動型モデリングによる大型膜面展開宇宙構造物の形状・ダイナミクス推定」や文科省委託費研究「革新的宇宙科学を切り拓く先進展開構造の研究・発拠点形成」における画像解析へと発展していきました． この研究の一番の成果は，保存型解法の解析コードNEDAをバージョンアップしたNEDA2.0を開発し，JAXAのソーラー電力セイル小型実証機IKAROSのセイル展開のシミュレーションを行うなど，実際にIKAROSの開発に利用できたことです（利用した結果の評価等は，次の科研費「ゴサマー多体力学の解構造」に引き継がれました）．その他，解析モデル・コードを改良し，実験で検証しつつ，実機でも実証できる状況にもっていったのが，この研究でした．それらの主な成果は以下の通りです．
この研究は2010年3月に終了し，その2か月後の5月21日にIKAROSが打ち上げられたわけです．NEDA2.0を開発し，それを宇宙研で使っていただいたことで，実機開発にこういった解析理論・解析コードを適用する際に注意すべき点・重要な点を学ぶことができ，大変貴重な機会となりました． [reference] 宮崎康行，「小型ソーラー電力セイル実証機IKAROSのセイル膜面の数学モデルについて」第25回宇宙構造・材料シンポジウム講演集，pp.72-75，2009年12月4日，(独）宇宙航空研究開発機構，相模原． 坂本啓，宮崎康行，森治，白澤洋次，「有限要素法によるIKAROSセイル一次展開の動解析」，第25回宇宙構造・材料シンポジウム講演集，pp.68-71，2009年12月4日，(独）宇宙航空研究開発機構，相模原． Osamu Mori, Hirotaka Sawada, Fuminori Hanamura, Junichiro Kawaguchi, Yoji Shirasawa, Masayuki Sugita, Yasuyuki Miyazaki, Hiraku Sakamoto, and Ryu Funase, Development of Deployment System for Small Size Solar Sail Mission, Transactions of Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Space Technology Japan, Vol. 7, pp.Pd_87-Pd_94, November 28, 2009, http://dx.doi.org/10.2322/tstj.7.Pd_87 宮崎康行，「ゴッサマー宇宙構造物の展開解析手法」，第58回理論応用力学講演会講演論文集，pp.425-426，2009年6月10日，日本学術会議，東京． 宮崎康行，有田公輔，山崎政彦，「ソーラーセイルの膜面設計に関する一考察」，第50回構造強度に関する講演会講演集，pp.232-234, 2008年7月30日―8月1日，北九州． Yasuyuki MIYAZAKI, Dynamic Behavior of Spinning Square Solar Sail, Proceedings of the 18th Workshop on JAXA Astrodynamics and Flight Mechanics, pp. 38-42 , July 28-29, 2008, Sagamihara, Japan. また，実際にIKAROSの解析をしていて，より短期間に設計・開発をしたり，打ち上げ後の日々の運用に数値解析結果を役立てたりするには，短い計算時間でゴッサマー・マルチボディの運動を予測する必要があり，特に感度解析やある程度の範囲内でのパラメトリック・スタディをより高速に行えて，かつ，精度や数学モデルが妥当なものが必要と考えました．そこで，必要最低限のフルモデル解析（high fidelity modelによる解析）をもとに，低次元モデルを構築し，それを用いて感度解析等を行うことを考えました．
このような研究は，低次元化問題だけでなく，実験データと数値計算データを融合してより精度のよい運動予測を行う場合や，欠損データを有する実験データに対し，計算結果を利用して欠損部分を補う場合など，様々なものに応用できるはずで，これが，次の科研費「ゴサマー多体力学の解構造」に発展していきました． [reference] Masahiko Yamazaki and Yasuyuki Miyazaki, Empirical Model Reduction of Spinning Solar Sail, Transactions of Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Space Technology Japan, Vol.8, No.ists27, Pc_35-Pc_40, December 29, 2010, DOI: http://dx.doi.org/10.2322/tastj.8.Pc_35 山崎政彦，宮崎康行，「ゴサマー宇宙構造物の経験的モデル低次元化」，第18回スペース・エンジニアリング・コンファレンス講演集，pp.133-138，2010年1月29日，東京工業大学．
[reference] Shoko Inoue, Prediction Methods of Wrinkling in Thin-Membrane, Proceedings of 27th International Symposium on Space Technology and Science, ISTS2009-c-20s, pp.1-7, July 5-12, 2009, EPOCHHALL TSUKUBA, Tsukuba, Japan. Yasuyuki Miyazaki, and Kosuke Arita, Simplified Model of Membrane for Wrinkle Analysis of Gossamer Structure, AIAA Paper 2008-2134, (CD-ROM Proceeding of 49th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference, Schaumburg), pp.1-10, IL, April 9, 2008, DOI:10.2514/6.2008-2134 Kosuke ARITA, Yasuyuki MIYAZAKI and Yoshitaka NAKAMURA, Evaluation of Numerical Analysis Model for Thin Membrane, CD-ROM Proceedings of 26th International Symposium on Space Technology and Science, ISTS2008-c-13, pp.1-6, June 1-8, 2008, Hamamatsu, Japan.
[reference] Ryo Hayase, Yasuyuki Miyazaki, Hiroyuki Kamemura, and Shoko Inoue, A Study on Mechanical Model of Crease of Membrane, The 28th International Symposium on Space Technology and Science, 2011-c-31, pp.1-5, Okinawa Convention center, Okinawa, June 5-12, 2011. 早瀬亮，宮崎康行，「膜の折り目の力学モデルについての一考察」，第52回構造強度に関する講演会，JSAS-S2010-3017，pp.40-42，2010年7月21日－7月23日，とりぎん文化会館，鳥取．
[reference] 藤井大輔，「インフレータブルチューブを用いた膜面構造物の設計法に関する研究」，平成2011年度日本大学理工学部修士論文，2012年3月. 藤井大輔，宮崎康行，「品質工学を用いたインフレータブルビームの設計法」，第51回構造強度に関する講演会，JSASS-2009-3071，pp.205-207，2009年7月22日－7月24日，和歌山県立情報交流センターBig・U，和歌山． これら，膜の圧縮剛性モデル，折り目モデル，インフレータブルチューブの特性評価などは，全て，「NEDAによる保存型解法で解ける問題，および，その計算結果を実験等で検証できる問題を如何に増やすか」ということを考えて行っていました．実際，この他にも，例えば，短周期である衛星の姿勢運動を計算しつつ，数十年という長期間の軌道計算を行う際，EM法を適用し，他の方法では発散しがちな問題でも安定に計算できることを確認しています．このように，保存型解法，特に，我々，工学の分野ではEM法を適用し，より信頼性の高い計算結果を出すという流れを世の中に広めていけたらなと思っています．
[reference] Hiraku Sakamoto, Yasuyuki Miyazaki, and K.C. Park, Finite Element Modeling of Sail Deformation Under Solar Radiation Pressure, Journal of Spacecraft and Rockets, Vol.44, No.3, pp.514-521, May-June 2007. 岸本直子，橋本賢志，名取通弘，宮崎康行，"生物の形態変化の観察に基づく膜面構造モデルの展開挙動に関する研究"，膜構造研究論文集2006，日本膜構造協会, Vol.20, pp.59-63, 2007年3月． Kosuke Arita, Sotaro Hashiguchi, and Yasuyuki Miyazaki, Evaluation of deployment method of Spin-Deployable Membrane, ISAS 17th Workshop on Astrodynamics and Flight Mechanics, pp.251-254, July 23-24, 2007, Sagamihara. 宮崎康行，橋口総太郎，柳澤正弘，「スピン展開膜面の展開方式の評価法」，第49回構造強度に関する講演会講演集，pp.205-207，2007年7月25～27日，福島． 宮崎康行，「膜面のリンクル分布における膜面の圧縮剛性の影響について」，第22回宇宙構造・材料シンポジウム論文集，pp.71-74， 2006年12月1日，(独）宇宙航空研究開発機構，相模原. 橋口総太郎，宮崎康行，「数値計算におけるソーラーセイルの膜形状の比較」，第50回宇宙科学技術連合講演会CD-ROM講演集，3E02，pp.1676-1681，2006年11月，小倉． Masashi Hashimoto, Naoko Kishimoto, Yasuyuki Miyazaki, and Michihiro C. Natori, Deployment Analysis on Membrane Structures Combined with Inflatable Tubes, CD-ROM Proceedings of 25th International Symposium on Space Technology and Science, ISTS06-c-13, pp.1-5, Kanazawa, Japan, June 2006. Yasuyuki Miyazaki, Wrinkle/Slack Model and Finite Element Dynamics of Membrane, International Journal for Numerical Methods in Engineering, Vol.66, No.7, pp.1179-1209, May, 2006, DOI: 10.1002/nme.1588 橋元賢志，岸本直子，宮崎康行，名取通弘，「複合膜面構造物の展開解析」，第49回宇宙科学技術連合講演会CD-ROM講演集，2C13, 2005年11月，pp.1-4,広島． 宮崎は2002年度末頃からJAXAのソーラーセイルのワーキング・グループに参加しており，この研究では，ソーラーセイルの実機開発にも対応できる解析コードを開発し，実際に遠心力展開膜の挙動を調べようと考えました．
[reference] 宮崎康行，岩井優佳，「スピン展開膜面の折り畳み方式の評価法について」，第47回構造強度に関する講演会講演集，pp.254-256，2005年7月，金沢． Y. Iwai and Y. Miyazaki, "Dynamics of Membrane Deployed by Centrifugal Force", CD-ROM Proceedings of 24th International Symposium on Space Technology and Science, ISTS04-c-12, pp.1-6, June 2004, Miyazaki. 岩井優佳，宮崎康行，「遠心力展開式ソーラーセールの展開ダイナミクス」，第47回宇宙科学技術連合講演会講演集，pp.1538-1543, 2003年11月，新潟．
国内外の実際のソーラーセイルの開発状況をみていると，膜面が大型過ぎて，精密に膜面の張力や平面度を管理するところまでは出来ていない感がありますが，重量の制約がソーラーセイルほどには厳しくないような構造であれば，モジュール構造にして，各モジュールの膜面の平面度や張力を管理することは可能だろうと考えており，そのような構造物を開発することになったら，この当時の研究が活かされることになるかなと考えています． [reference] H. Sakamoto, Y. Miyazaki, and K.C. Park, Evaluation of Cable Suspended Membrane Structures for Wrinkle-Free Design, AIAA Paper 2003-1905, pp.1-10, April 2003. (Proceedings of 44th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference (SDM)), DOI:10.2514/6.2003-1905
[reference] 宮崎康行，岩井優佳，「スピン展開膜面の折り畳み方式の評価法について」，第47回構造強度に関する講演会講演集，pp.254-256，2005年7月，金沢． 宮崎康行，岩井優佳，「遠心力展開膜面のダイナミクスについて」，第13回スペース・エンジニアリング・コンファレンス講演論文集，pp.59-64,2005年1月，東京． Yasuyuki Miyazaki and Yuka Iwai, Dynamics Model of Solar Sail Membrane, 2004 ISAS 14th Workshop on Astrodynamics and Flight Mechanics, pp.32-37, July 2004, Sagamihara. Y. Iwai and Y. Miyazaki, Dynamics of Membrane Deployed by Centrifugal Force, CD-ROM Proceedings of 24th International Symposium on Space Technology and Science, ISTS04-c-12, pp.1-6, June 2004, Miyazaki.
この研究での一番の成果は，NEDAを開発したことにあります．
そして，この理論やコードの改良を機に，NEDAを開発しました．そして，EM法についてより深く研究するようになり，その理論を確かめるために，柔軟マルチボディ・ダイナミクスの解析コードlagを開発し，そこで得た知見をNEDAに反映することで，NEDAをより強力なツールに改良していきました．また，それとともに，当時，宇宙研の名取研の修士課程の学生であった坂本先生（現・東工大）にマルチセル・インフレータブル構造の解析にNEDAを使ってもらい，コードの微調整をしていきました． [reference] 児玉 剛, 宮崎 康行, "エネルギ・モーメンタム法における運動方程式の導出手順と解釈について", 日本機械学会論文集（C編）, 69巻684号, pp.1954-1959, 2003年9月. 宮崎康行，｢エネルギ・モーメンタム法における幾何学的拘束条件の取り扱いについて」，第52回理論応用力学講演会講演論文集，pp.143-144，2003年1月，東京． Hiraku Sakamoto, Michihiro C. Natori, and Yasuyuki Miyazaki, Deflection of Multicellular Inflatable Tubes for Redundant Space Structures, Journal of Spacecraft and Rockets, Vol.39, No.5, pp.695-700, September 2002. Yasuyuki Miyazaki and Tsuyoshi Kodama, A Conservation Scheme of Energy and Momentum for Flexible Multibody Dynamics, Proceedings of The First Asian Conference on Multibody Dynamics 2002, T-3-1-4, pp.1-6, August 2002, Iwaki (CD-ROM). Yasuyuki Miyazaki and Michiharu Uchiki, Deployment dynamics of Inflatable Tube, AIAA Paper 2002-1254, pp.1-10, April 2002. (CD-ROM Proceedings of 43rd AIAA/ASME/ASCE/ AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference ), doi: 10.2514/6.2002-1254. 磯部洋，水野妙子，宮崎康行，「微小重力下でのインフレータブルチューブの展開挙動（第2報）」，第43回構造強度に関する講演会講演集，pp.125-128，2001年8月． 水野妙子，宮崎康行，中村義隆，「微小重力下でのインフレータブルチューブの展開挙動」，第44回宇宙科学技術連合講演会，1E-1，2000年10月． ケーブル・膜構造は展開性・収納性・軽量性に優れていますので，宇宙構造物の構造様式として古くから注目され，当時，日本でも，電波天文衛星HALCAの展開アンテナにケーブルネットワーク構造が採用されるなど，宇宙で使われてきていました．しかし，ケーブルがたるんだり，膜にしわがよったときの挙動の解析は当時難しいとされていて，どのような挙動を呈するかは予想できない，という状況でした． 解析が難しい理由は，ケーブルや膜は，圧縮されると容易に座屈し，剛性が一気に落ちることから，その運動方程式は極めてStiffで非線形性の高い微分方程式となり，これを数値的に解こうとすると，数値不安定に陥りやすいためでした． 当時，柔軟ビーム（ケーブル）のキンキング挙動を動的に解析することや，ケーブル・膜構造のように，引張側と圧縮側とで剛性が全く異なる構造の運動を解析することに興味があり，適切な解を得るためには，エネルギを厳密に保存するような数値時間積分の手法が必要と考えていました． そこで，我々は，1993年頃から，エネルギを保存するような解き方について研究を続けていました（今でいえば，エネルギ・モーメンタム法，可積分法，シンプレクティック積分，Stackel系力学，離散変分原理といった，構造保存解法の考え方です）． そして，科研費に応募したところ，採択していただき，以後，我々の研究室では，ケーブル・膜構造のような，いわゆる，ゴッサマー構造と呼ばれる構造の研究を主に行うようになりました．その意味では，我々にとっては大変重要な研究となりました． 実際，この研究では，後の非線形弾性動力学解析コードNEDA（Nonlinear Elasto-Dynamic Analysis code）の元となる解析コードを開発しています． このコードの“売り”は，膜面の圧縮剛性を適切に考慮していることと，エネルギ・モーメンタム法（EM法）に基づいていることの2点です．当時，CalTechでEM法の研究がなされていることは知らなかったのですが，このコードもエネルギ・運動量・各運動量を保存する解法になっており，EM法と本質的に変わらないことが後にわかりました．
また，実験とシミュレーションを行うことで，圧縮剛性を考慮することの必要性を示しました．下図はその一例で，四角形膜を重力下で三か所支持し，一点を他の2点の方向に近づけていくことで膜がたるんでいく様子を示しています．中央のグラフにある通り，しわ（wrinkle）の影響を考慮することで，シミュレーション結果が実験結果に近づくことがわかります．  [reference] Masaki Namaizawa, Yoshitaka Nakamura, and Yasuyuki Miyazaki, Dynamic Analysis of Membrane Structures with Wrinkling Members, Proceedings of Asia-Pacific Vibration Conference, Vol.2, pp.782-787, December 1999. Yasuyuki Miyazaki and Yoshitaka Nakamura, A Geometrically nonlinear finite element of flexible structures that conserves total energy, Modeling and Simulations based Engineering (Proceedings of ICES'98), Vol.1, pp.349-358, October 1998. Yasuyuki Miyazaki and Yoshitaka Nakamura, Dynamic Analysis of Deployable Cable-Membrane Structures with Slackening Members, Proceedings of 21st International Symposium on Space Technology and Science, ISTS98-b-13, pp.1-6, May 1998. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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太陽発電衛星など，超大型の宇宙構造物の研究は昔からされていますが，実現の目途は立っていません．一番の問題は予算でしょうし，その次に問題となるのは，地上から宇宙への輸送でしょう．予算の問題は度外視し，かつ，今後，輸送能力が格段に上がったとしても，例えば数km四方の巨大な宇宙構造物を宇宙まで運び，運用・維持し続けるのは，少なくとも現時点では非現実的でしょう．
コンベックステープと膜を用いた超小型衛星用デオービット機構については，展開の可否を決定づけるパラメータを見出し，展開が可能となる条件を明らかにしました（ポイントは，収納機構内でテープのスタックが起こらないようにすることです）．これにより，従来，トライアンドエラー，あるいは，オーバースペックで設計されていたものが，適切に設計できるようになりました．右図は3UのCubeSat用のデオービット機構の例です．この図では，膜面が十分には展開していませんが，少し工夫することで，ほぼ100%の展開率で展開させることができるようになります．
ちなみに，右の写真は，この研究に用いたバイコンベックスブームで，組紐で被覆することで2つのコンベックステープが離れることを緩やかに防いでいます（サカセ・アドテック（株）製です）．バイコンベックスブームの最大の利点は，2つのテープが互いに長手方向にスライドすることができるため，巻き付け収納時の内外周差を吸収することができ，さらに，いろいろ工夫することで，収納性を高めることができます．
この研究の一番の成果は，2010年5月に打ち上げられたIKAROSの軌道上データと数値予測結果との比較を行い，展開挙動について議論できたことです．また，以前の科研費研究「
そして，打ち上げ・展開後，フライトデータから減衰を見積ることができ，二次展開中のスピンレートの変化をフライトデータと数値計算とで比較したところ，右図のようになり，かなりよく一致することがわかりました（ずれている部分は，IKAROSの二次展開がある要因で非対称展開になったことによるものです）．この二次展開では膜にそれほど張力がかからないことから，個人的には，当初，二次展開では膜の応力分布はそれほど影響せず，ほぼ慣性力が支配する運動になるのではと考えていたのですが，その後のJAXAや我々の解析から，応力分布が効いていることがわかっています．
右の図は，経験的固有直交分解を用いたモデル低次元化の計算例です．山崎は，この低次元化手法の研究で学位を取得しています．固有直交分解は様々な分野で使われていますが，膜面の展開解析のように計算時間のかかる問題においてパラメトリックスタディをするような場合には，効率的に妥当な結果を出すことができる，強力なツールとなると考えてます．もちろん，それをこの分野で認知してもらうためには，実験結果を低次元化モデルで予測し，実験結果から予測が妥当であったことを示すなど，地道な努力が必要となるでしょうが，是非，認知していただいて，ゴッサマー構造の効率的な設計・開発を実現していきたいと考えています．
この研究については，山﨑が博士課程学生の頃から行っており，まずは，Karhunen-Loève分解を用いて，系のダイナミクスの特徴をよく捉えた適切なempirical eigenvectorを求め，フルモデルの状態空間から低次元の部分空間に運動を射影し，低次元空間内で運動を計算し，再び，フルモデルの空間に戻す，ということを行いました．その例が右の図で，剛体とテザーで連結された円形膜から成るシステムにおいて，剛体を姿勢変化させたときの膜の追従状況をみたものです．フルモデル（赤）と1/10モデル（破線）はほぼ同じものになりますし，x座標はy座法はほぼ一致しています．
そして，折り目については，折り目を付ける際の弾塑性変形をFEMで解析し，そこから，より簡単な折り目剛性モデルをつくりました．具体的には，折り目を付ける工程を，ヘミング加工に見立て，弾塑性解析を行いました．
この他，インフレータブル構造についても，品質工学を用いて，再現性の高い伸展挙動を示すインフレータブルチューブの折り畳み方を検討し，実験によりその妥当性を検証するとともに，インフレータブル膜構造の宇宙実証をするための超小型衛星をGCOMの相乗り副衛星の公募に応募しました．残念ながら選定されませんでしたが，後に，ALOS-2の相乗り副衛星に選定され，2014年に打ち上げられました．それが
特に，膜面同士の接触のモデル化など，細かな効果も考慮に入れることができるよう，NEDAをアップデートしていきました．そして，スピン展開膜の展開運動を評価するためのいくつかの指標（展開率,累積歪エネルギ密度,最大歪エネルギ頻度）を提案し，それを用いて折畳み方式や展開方法の比較・評価を行いました．実際，設計案がいくつか挙がったときに，それらを定量的に比較する指標を設定するのは，設計・開発では極めて重要であり，そういう状況が来るであろうことを見越して，このような研究を行ったのでした．
また，2001年から2002年にかけてコロラド大学に留学中に開発したMatlab版の膜解析コードを，当時，コロラド大のPhDの学生だった坂本先生（現・東工大）に使っていただき，坂本先生，コロラド大のK.C.Park教授と大型膜面構造の設計法の研究を進めました．
そして，EM法を適用したことで，重力下および無重力下での六角形膜面の展開や収納のシミュレーションが可能となり，シミュレーション結果から，膜面の「自然な」折り畳み方の提案をしました．それが右図です．実は，この折り方を四角形に適用すると，IKAROSの折り畳み方となります．