ドイツ航空宇宙センター（Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt、DLR）は、航空宇宙、エネルギー、輸送に関する研究を行っているドイツの国立センターです。DLR内の研究所である技術物理研究所（ITP）では、科学者、エンジニア、および技術者が、航空宇宙産業における科学的知識の発展に役立つ光学システムを設計・考案しています。2020年には、小型衛星を操作するための新技術を試作しました。このプロジェクトの目的は、集光したレーザービームで物質を蒸発させることで推力を発生させるレーザーアブレーション推進により、超小型衛星を推進できると実証することでした。

ITPは、Zemaxを使ってレーザーアブレーション推進の設計を考案し、衛星小型化の厳しい要件のもとでその実現可能性を実証することに成功しました。この記事では、ITPにどのような制約があり、それらを克服する光学系をいかにして製作したか、またその設計を作成・完成させるためにOpticStudioがどのような役割を果たしたかをご紹介します。プロトタイプの重要なカスタム非球面を設計する際、ITPはOpticStudioのモデリング機能を使用して、可能な限り最高の結果が見つかるまで実験を繰り返しました。

ITPがどのようにレーザーアブレーション推進へのアプローチを改良し、超小型衛星用の推進技術として実現可能であることを証明したのかを完全版にてお読みいただけます。また、光学設計の業界標準ソフトウェアOpticStudioを無料試用版にてお試しいただけます。