九 州 工 業 大 学 宇 宙 環 境 技 術 ラ ボ ラ ト ー の2017年 度 の 活 動 内 容 を 報 告 書 に ま と め ま し た の で 、 皆 様 に お 送 い た し ま す 本 ラ ボ ラ ト ー 宇 宙 ラ ボ の 前 身 で あ る 宇 宙 環 境 技 術 研 究 セ ン タ ー 2004年12月 に 発 足 し ま し た が 、2005年 度 か ら 皆 様 に 送 続 け て き た 年 次 報 告 書 も 、 今 回 で13冊 目 に 至 ま す 宇 宙 ラ ボ 、 超 小 型 衛 星 ・ 国 際 連 携 ・ 国 際 標 準 ・ 教 育 ・ 産 学 連 携 を5 本 の 柱 と し た 活 動 を 行 い 、 宇 宙 環 境 技 術 研 究 で 世 界 の ト ッ プ に る こ と を 目 指 し て お ま す
2017年 7 月 7 日 に BIRDS-I 衛 星 5 基 が 国 際 宇 宙 ス テ ー シ ョ ン か ら 放 出 さ 、 産 声 を 世 界 各 地 で 耳 に す る こ と が で き ま し た BIRDS-I 本 学 宇 宙 工 学 国 際 コ ー ス に 在 籍 す る 日 本 人 ・ 留 学 生 の 大 学 院 生 が 開 発 し た も の で 、 ガ ー ナ ・ モ ン
・ バ ン グ ラ シ ュ に と っ て 初 の 衛 星 と 、 各 国 に と っ て の 歴 史 的 瞬 間 と ま し た 現 在 、 BIRDS-I 衛 星5 基 に 加 え て 鳳 龍 四 号 と AOBA VELOX-III の 2 基 も 運 用 を 継 続 し て お 、 今 年 度 中 に 5 基 の 衛 星 が 更 に 打 ち 上 ら る 予 定 で す こ に よ 、 今 年 度 ま で に 本 学 14基 の 超 小 型 衛 星 の 打 ち 上 実 績 を 得 る こ と に 、 衛 星 実 績 に お い て 国 内 大 学 で ト ッ プ ク ラ ス 、 世 界 で も 有 数 の 実 績 を も つ こ と に ま す
2015年 度 か ら の 3 年 間 で 宇 宙 ラ ボ が 契 約 し た 国 際 共 同 研 究 案 件 17件 に の ぼ ま す 宇 宙 ラ ボ の 教 員 が 中 心 と っ て 進 め る 国 際 共 同 研 究 プ ロ ェ ク ト の 成 果 が 国 際 標 準 規 格 と っ て 結 実 し つ つ あ 、2017年 に 宇 宙 ラ ボ が 進 め て き た 2 つ のISO 規 格 ISO-19923 と ISO-19683 が 立 て 続 け に 認 さ ま し た 現 在 で 、 宇 宙 ラ ボ が 関 与 す る 国 際 標 準 規 格 5 本 に の ぼ ま す 宇 宙 工 学 国 際 コ ー ス に 2013年 か ら 5 年 間 で26ヶ 国76人 の 留 学 生 が 入 学 し ま し た 2017年 秋 に 、 国 連 と の 連 携 留 学 生 事 業 が 文 部 科 学 省 の 国 費 留 学 生 優 先 配 置 プ ロ グ ラ ム に 再 度 採 択 さ 、 PNST Post-graduate study on Nano-Satellite Technology 奨 学 金 事 業 の3 年 間 延 長 が 決 ま ま し た
2018年 4 月 に 、 い よ い よ 日 本 で 初 の 宇 宙 シ ス テ ム 工 学 科 が 発 足 し ま す 本 学 が 日 本 け で く 世 界 で も 注 目 さ る 特 色 あ る 宇 宙 工 学 教 育 研 究 拠 点 と る よ う に 、 宇 宙 ラ ボ も 努 力 を 重 て い き た い と 思 っ て い ま す 今 後 と も 皆 様 の
指 導 ・ 鞭 撻 の 程 、 よ し く お 願 い い た し ま す
緒
言
●
活動報告
鳳 龍 四 号 ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･
1
衛 星 帯 電 ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･
2
超 高 速 衝 突 ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･
6
宇 宙 用 材 料 ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･
9
超 小 型 衛 星 試 験
･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･
1 1
超小型衛星････････････････････････････････････････････････････
19
設 備 紹 介 ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･
26
広 報 活 動 ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･
28
国 際 標 準 化 ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･
29
国 際 連 携 ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･
30
教 育 貢 献 ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･
3 6
●
資料編
外 部 資 金 ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･
39
ス タ ッ フ 紹 介 ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･
41
論 文 発 表 ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･
46
社 会 貢 献 ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･
5 2
報 道 関 係 ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･
5 5
教 育 活 動 ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･
5 9
教 育 特 記 事 項 ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･ ･
6 1
放 電 実 験 衛 星 鳳 龍 四 号 、 2018 年 2 月 17 日 に 軌 道 上 で 2 年 目 を 迎 え 、 現 在 も 運 用 を 行 っ て い る こ ま で の2 年 間 で メ イ ン ミ ッ シ ョ ン の 放 電 電 流 波 形 と 放 電 発 光 の 同 時 取 得 け で く 、 カ メ ラ に よ る 地 球 撮 影 、 シ ン ガ ー に よ る ア ウ ト ー チ 、 ラ ン グ ミ ュ イ ア ー プ ロ ー に よ る プ ラ ズ マ 密 度 計 測 、 光 電 子 電 流 計 測 等 の ミ ッ シ ョ ン を 行 っ て き た 鳳 龍 四 号 に 関 連 し て 査 読 付 き 学 術 雑 誌 に 掲 載 ま た 掲 載 が 決 定 さ た 論 文 14 編 に っ て い る
今 後 の 運 用 で 、 よ 詳 細 ー タ を 取 得 す る た め に 各 軌 道 上 実 験 を 継 続 す る と 共 に 、 姿 勢 決 定 や 軌 道 位 置 推 定 等 、 従 来 想 定 し て い か っ た 実 験 に も 着 手 し て い く 予 定 で あ る
鳳 龍 四 号 2018 年 1 月 に 取 得 さ れ た 放 電 画 像
矢 印 は 放 電 発 光 ）
人工衛星太陽電池アレイ帯電放電試験
昨年度に引き続き、 菱電機との共同研究として、太陽電池ア イの帯電放電試験を実施した 試験 ISO-11221に基 いて行わ 、こ まで開発してきた紫外線光電子放出による表面帯電、ま た表面電極による沿面放電電流模擬を用いた
放電試験の様子
テザー
JAXAとの共同研究としてエ クトロ イナミクステ ーに関する研究を行った 本年度 テ ーの正バイアス時の電子収集電流計測の研究を行い、テ ー端での電流収集を除外し、単位長さ当 た の収集電流が計測できるように った
テザー電子電流収集試験の様子
耐原子状酸素コーテ
ングの帯電物性計測
超小型衛星搭載用真空アー
推進機の開発
超小型衛星にも搭載できる小型の真空アーク推進機の開発を行ってきた 本年度 推進剤である 炭素繊維強化プラスチック CFRP の中心に銅電極を挿入し、CFRP表面から銅電極表面を押し下 ることで空洞を設けた こ によ インパ スビットが大幅に向上することが分かった また最 適 距離があることも分かった
また現在宇宙空間で運用さ ている鳳龍四号にも真空アーク推進機が搭載さ てお 、宇宙空間 での実証試験を実施した 放電電流 取得できてい いが、放電を検出することに成 した 今後 も引き続き宇宙実験を行 っていく
真空アー 推進機 軌道上試験結果
超小型衛星搭載用沿面アー
推進機の開発
超小型衛星搭載用の沿面アーク推進機の開発を行ってきた この推進機 固体推進剤のテフロン 上で数アンペア程度の沿面アーク放電を発生させ、テフロンをガス化させノズ で噴射することに よ 推力を発生する 本年度 ノズ を取 付けたプロトタイプを製作して作動試験を行 った
衛星帯電防止用受動的電界電子放出素子の開発
ELF’s Charm Electron-emitting Film for Spacecraft Charging Mitigation 、略してELFと呼ぶ衛星帯 電放電抑制 バイスの開発を進めている ELF 、衛星が帯電した時に衛星表面の導電体と絶縁体 の接するト プ ャンクションで電界が高まることを利用し、自動的に電子を電界放出させて帯 電を抑制する ELF 電力やセンサを必要とし い完全受動型の素子であ 、ケー も必要とし
い 本年 、軌道上実証機会を増やすことを目指して、静止衛星の太陽電池パネ に装着可能 実験モ ュー の開発を行った
ブルラング
ュイアープローブ
鳳龍四号に搭載した ラングミュイアープロー の軌道上実験結果をコン ュータシミュ ーションによ 検証をした 低軌道上でのプラズマ計測において、鳳龍四号のよう 30cm四方の 超小型衛星であっても、プロー が収集する電流がプラズマ流とプロー 面の方向に大きく影響さ ることが分かった また、0.1から 0.2eVの低い電子温度を計測するために 、数ボ ト以下の 低いバイアス電圧でのサンプ 数を増やす必要があることが分かった そのため、キュー サット でプラズマ計測をする際に 、球状の ラングミュイアープロー を展開し、数V程度の低い 電圧をゆっく と掃引すべきであることがわかった こ らの教訓 、現在電離層プラズマ計測を 目的として検討中のSPATIUM-IIプロ ェクトに活かさ る予定である
鳳龍四号に搭載された ブルラング ュイアープローブ
プラ
マ抵抗によるキューブサットの軌道離脱
推進系をもた いキュー サットが 増加防止のための25年 ー ミッション終了後25 年以内に地球に再突入し いといけ い を満たすために 、何らかの形で軌道降下を加速させる か、運用軌道高度を最初から低く抑える必要がある 軌道離脱を加速させる手段として、膜面展開 等によって空力抵抗を増加させるという案が従来から試さ ている しかし、軌道高度が高いとこ にいくほ 大気密度 薄く 、空力抵抗による軌道降下 効果が薄 て行く 衛星の一面を周 辺プラズマに対して負にバイアスし、イオンを積極的に収集して、収集時の運動量交換によってキ ュー サットを減速し、軌道降下を促進させるというアイ アについて、真空チャンバー内の実験 とコン ュータシミュ ーションによ 検討を行った 検討の結果、大気抵抗 けに頼る場合に比 べ、軌道降下を大きく加速でき、キュー サットの運用可能 高度を200km程引き上 ら ること が分かった
真空 ャンバー内に吊るされた 3U キューブサットの ッ アップ
ISO-11227 のシステマテ
ッ
レビュー
2008年よ イ ェクタ実験の試験手順の標準化の検討に参加し、2012年9月15日にISO-11227 としてイ ェクタ衝突試験法の手順が制定さ 、2017 年 7 月よ システマティック ビューが開 始さ た 2017年12月にシステマティック ビューの投票が締切ら 、revise 4票、confirm 3票、 abstain 7票という結果と 、日本側から提案していた斜め衝突に対する実験構成の追記 図1参 照 について 、committee draft段階からスタートし直すことと った
そもそも2012 年時点で ISO-11227の発行を最優先としたため垂直衝突を中心にした記述しか さ てい い しかし がら、実際の宇宙空間で 垂直衝突 非常に少 く斜め衝突と ること が一般的であ 、斜め衝突を評価方法に加える必要があると考えら る 2012年度から2017年度 に掛けて斜め衝突に関する知見を蓄積してきてお 、その過程で、イ ェクタを捕獲するためのウ ィットネスプ ートの配置について、衝突角度が30度以下の場合と衝突角度が45度以上の場合の 2種類の配置にするのが良いと提案してきた しかし がら、ISO/TC20/SC14/WG7の国内会議にお いて、新しい宇宙材料が出て来た時30度と45度との間に閾値が来ると 限ら いという意見があ 、斜め実験 イアウトを衝突角度に関係 く一本化することに った こ らの検討状況を2017 年10月26日第61回宇宙科学技術連合講演会で発表し、改定案の基本的 考え方を説明してきた さらに、2018年3月8日の2017年度衝撃波シンポ ウム、2018年3月 16日の日本機械学会九州 支部第 71 期総会・講演会において発表し、システマティック ビュー結果について報告予定であ る さらに、2018年6月に シンキで開催さ るISO/TC20/SC14/WG7において、斜め衝突実験 イアウトの追記についてcommittee draft/votingをできる け早期に開始できるよう議論をしよう と考えている
2013 年 2 月、ロシア中南部チェ ャビンスク州上空で小惑星が爆発した その際発生した衝撃 波によ 多くの家屋の窓ガラスが割 、多数の負傷者がでた このように地球に接近する軌道を持 つ天体をNEO Near Earth Object と呼 でいる 地球上に 過去のNEO衝突痕が各地に残ってお 、6550万年前の恐竜絶滅の一因もNEO衝突 と推定さ ている このよう 宇宙からの脅威に 対し、米国で NASA内にPlanetary Defense Coordination Office https://www.nasa.gov/planetarydefense を設置し、NEO衝突対策に向けた体制を本格的に整えつつある 本学でも 2011 年度からNEO 衝 突回避策について検討を開始したが、超高速衝突技術を活用した方法がもっとも現実的であると考 えている 具体的に 図 1に示すように宇宙機をNEOへと高速衝突させ，衝突体が持っていた運 動量以上の運動量変化をNEOに与え、NEOの軌道変更を図る方法である
図2に示すようにNASAとESA 共同でこの原理を実際の宇宙空間で実証するため、2022年に Didymosという小惑星の衛星であるDidymoonに衝突体を衝突させるという計画を提案している こ の 計 画 全 体 Asteroid Impact and Deflection Assessment AIDA と 呼 て お 、 衝 突 体 を Didymoonに衝突させるNASAの計画 Double Asteroid Redirection Test DART と呼 、昨年6 月に予算が正式に 認さ た 衝突によって
得ら るDidymoonの運動量変化 非常に微 小であるため、小惑星Didymosの周 を周回 するDidymoonの公転周期の変化を観測し、 そ の 変 化 量 か ら 運 動 量 変 化 量 を 推 定 し よ う と 考 え て い る 衝 突 の 瞬 間 並 び に 衝 突 後 の Didymoonの挙動変化を観測するためESA Asteroid Impact Mission AIM を計画してい る このように衝突体を小天体に実際に宇宙 空間で衝突させ、運動量変化を計測するとい う計画が進行しつつある
一方、日本で この分野での研究 後塵を拝しているのが実情である 九州工業大学で 、昨年 度飛翔体 衝突体 形状に着目した研究を行ったが、本年度 飛翔体の強度に着目した研究を実施
図 1 衝突による NEO の軌道変換方法
件 飛翔体形状、飛翔体材質、衝突速度 について研究を進めてきたが、β値 4前後の値で 飽和してしまい、そ 以上の値を目指すこと 現実的で
く、研究の戦略を見直す段階に来ていると言える
今年度 図 3 並びに表 1 に示すよう 仮想的 小惑星を 設定し、表 2 に示すよう 強度の異 る Al 合金飛翔体を用 いて超高速衝突実験を行った 図4に示すようにイ ェクタ 質 量 に 関 し て 飛 翔 体 材 料 の 強 度 に よ る 差 異 認 め ら た が、β 値について 図 5 に示すようにほと 差 認めら
かった こ 衝突点に発生する衝突圧力が材料強度よ も1桁以上高いため、材料強度差 無視できるということを 示唆している
表 1 仮想小惑星諸元
名称 PDC2017a
直径 [m] 300
密度 [kg/m
3
] 2300
質量 [kg] 2.1 × 10
10
航行日数+偏向日数 [days] ≦2783 輸送機 Delta IV heavy
衝突予想地点 東京
表 2 飛翔体諸元
材料 形状 直径 [mm] 密度 [kg/m
3
] 引張強さ [MPa] A1050-O
球 14
2700 95
A2024-T4 2780 612
A7075-T6 2810 716
図 4 イジェ タ質量
図5 β 値と衝突エネル の関係
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45
0 5 10 15 20 25
Ejecta Mass [
kg]
Impact Energy [kJ] A1050-O A2024-T4 A7075-T6 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
0 5 10 15 20 25
β
Impact Energy [kJ] A1050-O A2024-T4 A7075-T6
宇宙用材料
宇宙材料劣化研究拠点の形成
宇宙材料劣化研究拠点 先進的・革新的ミッションを遂行する次世代衛星プロ ェクトを支援 するために、宇宙環境模擬曝露試験や物性評価試験といった高度化・多様化する技術支援要求に対 応できる設備・人材を構築・育成し、 攻める 衛星設計を可能にする研究拠点である 文部科学 省の受託事業終了後も研究拠点として活動を継続し、下記に示すアウトガス試験、炭素繊維強化複 合材料の耐宇宙環境性評価、紫外線照射、水分吸着量の評価、および耐原子状酸素性材料の創出に ついて研究を進めると共に、様々 プロ ェクトのニーズに応えるべく様々 プロ ェクト支援を 実施している
アウトガス試験
超小型衛星 大型衛星との相乗 によ 打ち上 ら ることが多く、親衛星への影響を評価す るために使用部材に対するアウトガス試験が要求さ る 近年、超小型衛星の開発が日本中で進 めら てお 、アウトガス試験のニーズも増加している 今年度 学内外から6 件のアウトガス 測定依頼を受け、試験を行っている
宇宙構造物の炭素繊維複合材料の耐宇宙環境性評価に関する研究
厳しい構造精度が求めら る宇宙構造物において、材料劣化 構造物の構造精度を乱す一要因 と る 本研究で 構造部材として使用さ る炭素繊維強化複合材料 CFRP の放射線劣化につ いて研究を進めている
こ までにCFRP、マト ックス樹脂、および炭素繊維、そ に対する高精度 弾性率評価 方法の確立 、弾性率測定技術の高精度化・効率化を行ってきた 今年度 、ガンマ線を利用し た放射線照射によ 、樹脂・繊維の組み合わせによる物性変化応答性を検討すると共に、宇宙材料 劣化研究拠点の設備を利用した電子線照射によ 、炭素繊維の弾性率変化原因のX線回折による検 討を開始した
紫外線照射
材料の水分吸着量の評価
ア ウト ガス試 験お よび原 子状 酸素照 射試 験で し し 材 料の 水分吸 着が 試験結 果に 影響を 与える 今年度から材料の水分吸着量が重量変化に与える影響について研究を開始し、その影響 度の評価を進めた 宇宙材料劣化研究拠点に整備さ ている 活性フロー型のグロー ボックス を用いて評価装置を構築した
■
衛星試験
今年度 9機の学外の衛星、コンポーネントの試験を実施した
九工大内の衛星 5機の試験を実施した 学外利用の内訳として 、企業 6、他大学3である
IDEA OSG 1
株式会社アストロス
ール）
IDEA OSG 1 株式会社アストロスケー が開発する25kgの超小型衛星である IDEA OSG 1 のメインミッション 宇宙 の観測である 貫通型微小 センサによる 100µm よ 大き の観測を対象としてお 、軌道上の のモ ングに非常に大き 役割を持っている 本年度 振動試験と真空試験を実施した
3U 衛星 ATSB）マ ーシアの ATSB が開発する衛星の実験を実施した サイズ 2014年に実施した試験同様3Uの衛星であるが、 内部に 電源、姿勢制御 ニット、通信機が内蔵さ てお ，ほぼ FM に近い構成で試験を行った 振動試験と熱真 空試験を実施した
JAISAT-1
RAST）
タイのRadio Amateur Society of Thailand RAST が中心 と って開発を進めている衛星用の通信機の振動試験と熱 真空試験を行った 基板に タイのアマチュアコミュニテ ィに貢献にした前タイ国王の写真がプ ントさ ている
SORATO ローバー熱真空試験および振動試験
株式会社 ispace、
HAKUTO プロジェ
ト）
HAKUTO 日本で唯一、国際宇宙開発 ース Google Lunar XPRIZE GLXP に参加しているチームであ 、月面探査ローバーの開発・ 打ち上 を目指している GLXPで 、民間出資によって開発さ た ロボット探査機で、1．ローバーを月面に到遉させる、2．月面を500m 走行する、3．月面の写真や動画を地上に送る、という3つのミッシ ョンを遉成することが各チームに課せら てお 、こ らのミッシ ョンを遉成するために、ローバーを月面の過酷 温度環境で動作さ
称である 九州工業大学にて、大型熱真空チャンバーを利用したEMモ 、およびFMモ の 熱真空試験、および振動試験機を利用したFMモ の振動試験を実施した
バイナリブラッ
ホール探査衛星 ORBIS
首都大学東京）
ORBIS 首都大学東京が主導して開発している50kg級超小型衛 星であ 、活動銀河核からのX線を継続的に観測することで、巨大 ラ ッ クホ ー の 連星 系で あ るバ イナ ラ ック ホ ー を探 査 する 理 学観測衛星である 宇宙物理学上で重要 未解決問題の一つであるフ ァイナ ・パーセク問題の解決にも寄与し得るものとして、2020年以 降の打上を目指している
今年度 フライトモ へ転用可能 ORBIS の工学フライトモ について、振動試験及び衝撃試験と熱真空試験を実施し、機械的及 び熱的 耐性確認と局所的 環境特性取得を行った
50kg 級小型衛星 TTM
三菱重工業）
菱重工業で研究試作さ ている50kg級小型衛星の熱 衡試 験モ TTM：Thermal Test Model である
九工大の1.7mスペースチャンバーを使用して、1×10
-5
Torr以下、 及び、液体窒素による-180
o
C相当の熱真空環境下で、TTM熱 衡試験を実施した
革 新 的 衛 星 技 術 実 証 プ ロ グ ラ ム 用 超 小 型 衛 星 マ ス
ー
(JAXA)
アンテナ展開機構、通信機
UPD）
昨年度に続きフィ ンのUPDが開発するARU Amateur Radio Unit とアンテナ展開機構の試験を2回実施した 大型チャンバー にARUとアンテナ展開機構を設置、熱真空試験を実施した 大型 チャンバー内でアンテナ展開試験を実施した 振動試験でも同様に 試験後にアンテナ展開試験を行った 昨年度と比べアンテナ展開機 構に 改善が見ら 、成 確率 大きく向上した
プロイテレス 2 号機
大阪工業大学）
プロイテ ス衛星 2号機 大阪工業大学が開発する 50kg衛星で あ る メ イ ン ミ ッ シ ョ ン 電 気 推 進 の 一 種 で あ る pulsed plasma thruster を用いて軌道高度変更を行うことである プロイテ ス衛 星2号機 2018年度にH2Aロケットで打上 ら る予定である 今年度 振動試験を実施し、衛星の固有振動数の測定を実施した
BIRDS-II
BIRDS-II 九工大に留学している ータ、マ ーシア、フィ ンの 学 生 が 開 発 を 行 っ て い る 3 機 の 1U の 衛 星 で あ 、 今 年 度 打 ち 上 た BIRDS-I の後継機である 基本的 バス設計 BIRDS-I を引き継いでい るが、アンテナ展開機構を採用した事とサ ミッション部が異 る 本 年度 EMとFMの熱真空、振動試験を実施した 2018年度に打ち上 、 ISSからの放出を予定している
MDG
九工大
東大
慶応大
東北大
北海道）
日本国内の5大学に留学するVNSCからのベトナム留学生が 開発を進めているMicro Dragon MDG のFM熱真空，振動試 験を実施した 九工大 構造設、熱設計、環境試験を担当して いる 今年度 MDGプロ ェクトの最終年ということで5大 学 か ら 学 生が 全 員 参 加で FM の 環境 試 験 を 実施 し た また 、 MDGのミッションの一つであるstore and forward用のアンテナ の振動試験も実施した
SPATIUM
九工大
NTU）
SPATIUM 九工大とNTUが共同で開発する2Uの衛星で ある SPATIUM チップ状の小型原子時計 CSAC を搭載 してお 、CSACの軌道上実証がメインミッションである SPATIUMに搭載したCSACが生成する信号を地上に設置し たCSACが生成する信号と比較することで検証を行う 今年 度 STM、EMの振動、熱真空試験を実施した SPATIUM 2018年度に打ち上 ら 、ISSから放出さ る予定である
AOBA VELOX-IV
AV4)
九工大、NTU）
九工大とNTUが共同で開発している2Uの衛星、AOBA VELOX-IV の 試 験 を 行 っ た 昨 年 度 打 ち 上 ら た AOBA VELOX-III AV3 の後継機である AV3からの大き 変更点 太陽電池パネ の展開、 アクションホー による姿勢制御、PPTによる姿勢制 御の追加である 本年度 EMの振動試験を実施した 2018 年度 にイプシロンロケットによって打ち上 ら る予定である
てんこう
九州工業大学）
て こう 九工大で開発さ ている直径50cmの準球形状をした 超小型人工衛星である メインミッション 太陽活動極小期におけ る地球低軌道環境の観測、また先進材料であるCFRTP Carbon Fiber Reinforced Thermo-Plastics の宇宙環境劣化の観測である て こう
2018年秋頃、主衛星であるJAXAのGOSAT-2、 バイの フ ァサットの相乗 衛星として打ち上 予定である 今年度 、STM の開発を行い振動試験、衝撃試験、熱 衡試験を実施した
■
放射線試験
京都大学・原子炉実験場
カリホルニウム）
京都大学原子炉実験場に設置さ ているカ ホ ニウムを使用して、シング イベント試験を実 施した 今年度 BIRDS-I、II のシステムと次期衛星用マイクロプロセッサの試験を実施した BIRDS- I、II用システムについてシング イベントラッチアップ SEL への耐性の検討を行った 結果として BIRDS-II に実装した セットシステム 有効であ 、SELが発生した場合にマイクロ プロセッサに対して自動的に セットをかけら ることを確認した
BIRDS-II用シングルイベント試験
九州大学・加速器・ビーム応用科学センター
コバルト 60）
九州大学・加速器・ビーム応用科学センターに設置さ ている、コバ ト60を使用してトータ ーズ試験を実施した 試験サンプ 超小型衛星に頻繁に使用さ ているPICマイクロコントロ ーラーとBIRDS-IIIでの使用を考えているCPLD Complex Programmable Logic Device 、マ ーシ アの研修で製作したUVセンサである CPLDについて 300Gy照射したサンプ においても異常 が確認さ かった UVセンサについて 照射量が300Gyを超えたサンプ について 照射試験 中にアナログ出力の電圧の変化が確認さ た 試験後の確認でも同様の変化が確認さ たために、 放射線による劣化が生 ている事が確認さ た
独立行
法人国際協力機構
JI（A）研修
2017年3月から、独立行 法人国際協力機構 JICA と九州工業大学が、マ ーシア国別研修 LEP2.0小型衛星の インと試験にかかる技術開発 研修コース業務を始めた この研修 2019 年3月まで行う予定である 期間中にマ ーシア宇宙機関 ANGKASA よ 本ラボラト ーに派 遣さ た 3名のエン ニアが、3ヶ月間の超小型衛星の インと試験にかかる技術開発研修を 3 回行う
2017年 研修を2回行った：2017年3月～6月及び2017年10月～12月 各3ヶ月間の研修 以 下に示す通 3つのフェーズで分けている
3ヶ月の研修期間に、キュー サットのミッションを考え、実際 ー ウェアにまでするの 非 常にチャ ン ングであるが、研修生 、衛星に実際に搭載できるミッション基板を作るとこ ま でや と た 様々 知識やノウ ウを学び、研修生のスキ の幅が、か 広がったと思わ る また、日本人のみ ら 様々 国からの留学生とも交流でき、非常に良い経験に った
超小型衛星搭載民生部品
ータベース
超小型衛星が低価格・短納期を遉成する上で、民生部品の使用 かせ い 一方、従来型の衛 星で 高信頼度を遉成するために、非民生の宇宙用部品を多用してお 、部品代が全体コストの約 半分を占めている また、宇宙用部品 需要の少 さからメーカーの撤 が続き、調遉が厳しく る一方である 民生部品を従来型衛星に活用する一つの方策として、軌道上での動作が確認さ た 超小型衛星に搭載実績のある民生部品の ータベース化を進めてきた 2014年度から3年間で超小 型衛星関係者に聞き取 調査を行い、24基の50kg程度以下の超小型衛星とその他搭載機器につい
フェー 1 授業 フェー 2 開発 フェー 3 試験
⇒
⇒
宇宙環境や衛星設計の基礎、
衛 星 の 様 々 ッ シ ョ ン に
ついて研修を行う
研 修 生 が 考 え た キ ュ ー ブ サ ッ ト
ッションを、衛星に搭載する ッシ
ョン基板の設計に反 する
作 成 し た キ ュ ー ブ サ ッ ト の
ッ シ ョ ン 基 板 を 組 み 込 ん 、
て、3,300個を超える部品の ータベースを作成した ータベースの二次利用を喚起するために、 2017年10月に ータベースを一般公開した ータベース webベースに ってお 、 ー できる け簡単 ー 瘡録を行った上で、 ー 名とパスワー を入力してアクセスすることが できる 2018年2月の時点で213名の ー が瘡録し、14,527回のアクセスがある ータベース のア ス 以下の通
h下下p野//上pace-co下上-da下a.すp
ータベースのトップ画面
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超小型衛星の安全設計と検証
今年度、本ラボラト ーで検証試験・安全審査を担当した 衛星 、ISS放出のIrazú コスタ カ 、イプシロン打ち上
のAOBA VELOX-IVそしてH2A打ち上 のMBRSC アラ 首長国連邦 衛星がある 新た 試みとして、コスタ カ 衛星Irazú 、開発の全てをコスタ カ国内で行い、検証試 験・安全審査対応のみを本ラボラト ーが担当した Irazú 展開アンテナを有する衛星であるが、アンテナの形状を生か し、 ー 扱いにせ 安全審査を進め、2018年1月に最終 安全審査を終え、JAXAへ納入した イプシロンロケット初 の相乗 衛星であるAOBA VELOX-IVも、アンテナ・パ に展開機構を有している 展開機構が重複することで、過剰
安全設計に つつあったが、アンテナをパ が開か け 、機械的に展開でき い設計 にすることによ 、アンテナ展開に対する ー を取 除いた AOBA VELOX-IV 、2017年 5月に安全審査Phase0/1を終え、設計や ー 認識 了 さ 、同年8月に本ラボラト ーで、 STMに対する安全検証のための環境試験 振動・衝撃 を行 った 今後、2018 年にFM品製造 に入 、最終安全審査後、引き渡し予定である また、H2A打ち上 のMBRSC衛星 Irazúを元 にし、ロケット打ち上 衛星に対して試験及び安全審査を本ラボラト ーが引き受けた初のケー スである 2017年8月に安全設計に関する教育を、MBRSCにおいて実施した JAXAの安全要求 項目を確認するため2017年9月にシステム安全研修を受け、安全設計に関する情報を収集した 既存の衛星の安全審査過程で受けた指摘事項、改善事項を考慮し、2018年初旬に安全審査を行う 予定である
ISO-17025:2005 試験所認
の取得
超小型衛星試験センター 、2016年7月からISO/IEC 17025:2005の認定取得に向けた活動を行っ てきたが、2017年9月27日に正式にISO-17025認定を取得した ISO-17025と 試験所・校正機関 が 正 確 測 定/校 正 結 果 を 生 み 出 す 能 力 が
あるか うかを、権威ある第 者認定機関 が認定する規格で、製品検査や分析・測定 を 行 う 試 験 所 及 び 計 測 機 器 の 校 正 業 務 を 行 う 校 正 機 関 に 対 す る 要 求 事 項 が 定 めら ている 認定を受けた機関 、製品 管理・品質管理を行う上でのマネー メン ト 力 と 、 信 頼 性 の あ る 試 験/校 正 結 果 を 生 み 出 す 技 術 力 が 国 際 的 に 認 め ら た こ と に る 認定に 大きく分けて試験と校正 の2種類の分野があ 、超小型衛星試験セ ンター 試験分野の 人工衛星及び人工衛 星コンポーネントのISO-19683及びJAXA JERG-2-130-HB003 に基 く振動試験 に ついて認定を取得した
地球
軌道環境観測衛星
てんこう
太陽活動 約11年を周期にして極大期と極小期をむかえるが、現在 第24太陽周期の期 付近 にある 太陽活動の低下 ＝黒点観測数の減少 に伴い、太陽から飛来する放射線量が減少し、銀 河放射線量が増加する また衛星観測によって得ら た低層雲量 この銀河放射線量に相関する 1790年から1830年まで 太陽黒点の観測数が極端に減少した期間で、 トン極小期と呼 、 第24太陽周期の太陽黒点観測数 この期間の観測数に匹敵する 現在、即ち第24周期 付近のこ の時期 かつて い程の量の銀河放射線が飛来するため、銀河放射線が電離圏や地球低層大気に与 える影響を観測する絶好の機会である
て こう 奥山研究室が開発中の地球低軌道環境観測衛星であ 、宇宙航空研究開発機構 JAXA の 温室効果ガス観測技術衛星2 GOSAT-2 相乗 として、2018年度に高度約610km の太陽同期準回 軌道に投入さ る予定である て こう 表面に 先進宇宙材料の宇宙環境耐 性を評価する宇宙環境暴露試験装置が搭載さ る て こう の質量 約23kgであ 、超小型機 に分類さ る
て こう のシステム 超小型深宇宙探査機 し え 2 をベースとした機体で、 し え 2 奥山研究室が鹿児島大学と連携して開発した質量約18kgの超小型宇宙探査機である し え 2 2014年12月3日にJAXAの小惑星探査機 やぶさ2 相乗 としてH2A・26号機で 打上 ら た し え 2 に 、NASAとアメ カのPrairie ViewA&M Universityによって開発 さ た宇宙放射線センサが、同大学から提供を受け搭載さ た
こ CMOS型の粒子検出器PPD radiation particle pixel detector であ 、 し え 2 超小 型機として 世界で めて ァン・ア ン帯の内帯と外帯、および太陽フ アの計測に成 し、 深宇宙通信ネットワークDSNを使用し い通信にも成 した
中で最大級であるため、ロケットや宇宙機の主構造 第一次構造 として多用さ ている た し、 CFRP の成形に必要 時間 数時間と長く、またその素材 冷凍環境で保存し け ら 、か つ サイク 困 の理由から、国際宇宙ステーション ISS や月や火星の基地 での使用に 限界があると考えら ている 一方、炭素繊維強化熱可塑樹脂 CFRTP CFRP相当の比強度と 比弾性を有し、かつ成形時間 約 10分と短く、素材も室温で保存でき、さらに サイク も可能 であるので、今後の宇宙用材料として有望である
第 24太陽周期の期 付近における太陽活動変動に伴う電離圏環境擾乱、特に太陽放射線と銀河 放射線、電子密度と磁束密度 の変化を計測するため、 て こう に 、 放射線検出器 、 ラ ングミュアプロー および 磁力計 が搭載さ てお 、地球低軌道に存在する様々 エネ ー ベ の放射線や電子密度、磁束密度を測定できる て こう の 放射線検出器 によ 、太 陽と銀河から飛来する1MeVから1GeVまで電子、陽子、各種イオンを測定できる また、 て こ う の ラングミュアプロー 鳳龍四号 ASTRO-H相乗 ・九工大趙研究室開発 に使用さ たもので1×10
10
m-3から2×10
11
m-3までの電子密度を計測できる 磁力計 実績のあるメーカの宇 宙仕様品で、－200μTから+200μTまでの磁束密度を計測できる お、 て こう の 放射線検 出器 し え 2 搭載品と同 CMOS型の粒子検出器 PPDであ 、現在 NASAの Johnson Space Center によって開発中さ ている
て こう オーロラ 極光、天光 の現象に影響を与える宇宙天気 宇宙天候 の計測 を主ミッションとしていることから名付けた
AOBA VELOX-III
AOBA VELOX-III 九工大の学生とNanyang Technological University NTU が共同で開発した 2Uの衛星である メインミッション NTUが開発するPulsed Plasma Thruster PPT の軌道実証で ある 九工大 バスシステム開発、サ ミッション開発を担当した 学部生を中心としたメンバー で開発さ た初の衛星である
AOBA VELOX-III 2017年1月16日に国際宇宙 ステーションから放出さ た 放出直後にモー ス 信号が九工大地上局で確認さ た 今年度 PPTミ ッションの遉成に注力した 図に示した Thruster B を作動させた場合の衛星の回転速度の変化 Z 軸周
を内蔵の ャイロセンサーによ 測定した 地 上局からのアップ ンクコマン が成 する確率が 低く、通信系に問題があると考えら る しかし、 完全に 通というわけで いため、学生 根気強 く衛星の運用を毎日行っている
AOBA VELOX-IIIのPPTと
FUTABA 今 年度 から 開 発を 開始 し た 1U の 衛 星で ある AOBA VELOX-IIIの後継機であ 、AOBA VELOX-IIIの技術、 伝 統 を 引 き 継 学 部 生 が 中 心 と っ て 開 発 す る 衛 星 で あ る AOBA VELOX-IIIで主担当と った学生 、指導的立場でプロ
ェクトに参加している メインミッション 宇宙空間での ン から成長するウィスカーの観察である サ ミッションと して磁気ト カによる姿勢制御を行う 現在 BBMを開発中 である 現在の主担当が卒業するまでに 衛星を打ち上 ら るように打ち上 機会を模索する
BIRDS プログラム
BIRDS プログラム 、 各国初の衛星を成 裏に打ち上 、運用することによ 、独立した持続 可能 宇宙プログラム形成の第一歩とする ことを目的として、2015年に始まった 2015年10月 にBIRDS-I、2016年11月にBIRDS-II、2017年10月にBIRDS-IIIの各プロ ェクトがそ 1年 間隔をおいて始まっている BIRDSプログラムで 、国際コースに在籍する日本人学生と留学生が 同一設計の1Uキュー サットを複数作 、ミッションの選定から衛星の廃棄に至る迄の衛星プロ ェクトに関わる全てのプロセスを2年間で経験する 各プロ ェクトの学生数と参加国数 表の 通 である
プロ ェクト 参加学生の出身国 人数
BIRDS-I 日本 2 、ガーナ 3 、モン 3 、ナイ ェ ア 3 、 バングラ シュ 3 、タイ 1
BIRDS-II 日本 3 、 ータン 4 、フィ ン 2 、マ ーシア 2
BIRDS-III 日本 3 、ネパー 1 、ス ランカ 2 、 ータン 1
各BIRDSプロジェ トの参加学生の出身国
BIRDSプログラム関係者集合写真
一列目:教員・スタッフ、二列目：BIRDS-III学生、三列目:BIRDS-I学生、四列目:BIRDS-II学生）
ネパー とス ランカの2ヶ国が、そ の国にとって初めてと る衛星を宇宙に送 出すこ とに る
BIRDS-Iの5基 2017年7月7日に国際宇宙ステーションから放出さ た後、全機の生存が確認 さ た 通信系の 具合によ 、コマン アップ ンクが通ってい いが、ビーコン信号をモニタ しつつ地上局ネットワーク運用や複数地上局での受信時間差からの衛星位置推定等の地上系ミッ ションを実行している
BIRDS-IIの3基 フライトモ のお披露目を2018年2月26日に行い、JAXAへの納入を待 つ か と っ て い る BIRDS-II で 、 地 球 撮 影 、 ア タ イ ム ア マ チ ュ ア 無 線 パ ケ ッ ト 通 信 APRS 、ストア&フォワー 、COTS-GPS実証、シング イベント計測、地磁気計測等のミッシ ョンを行う
BIRDS-IIIで 、1Uキュー サット3基によ 、カメラ撮影、ストア&フォワー 、プログラマ 底面基板、能動的姿勢制御、宇宙用接着剤の実証等のミッションを行う予定である BIRDS-IIIか ら 、プロ ェクトの一部 BIRDSプログラムを持続可能 教育プログラムとすべく、 国際恊働 衛星プロ ェクトの実践を通 た、世界に通用する宇宙人材の育成 として文部科学省宇宙航空科 学技術推進委託事業の一環としても行わ る 同事業の中で、プロ ェクトコストや教員負荷の低 減、教科書作成等を実施していく予定である
BIRDS-IIフライト ル
BIRDS衛星のISSからの放出
AOBA VELOX-IV AV4 シンガポー 南洋理工大学 NTU と共同開発を行う2Uキュー サットである 革新 的衛星技術実証 1 号機の実証テーマの一つとして、イプシ ロンロケットによって打ち上 予定である AV4 将来の 月探査 ーナーホライ ングロー LHG 撮影 に必要 技 術 を 地 球 周 回 軌 道 で 実 証 す る た め の 研 究 衛 星 で あ る LHG 月面の昼夜境界面の高電界によって浮上した微粒子 が太陽光を散乱させることによって、グロー光を発生させ ると言わ ている アポロ計画やその前のSurveyor 計画で 観測さ たが、その後見つかっておら 、謎に包ま た現象 である LHGの観測に特化したキュー サットを月周回軌 道に投入するミッション AV5 を、本学とNTUで検討し ている 磁気ト カによるモーメンタム ン ングを期待 でき い月ミッションで 、スラスタが必要と る
AV4のメインミッション 、月軌道での軌道・姿勢制御を行うPPT Pulsed Plasma Thruster と 昼夜境界を撮影可能 高感度カメラの二つの技術の実証である AV4 バッテ を除く衛星バスと PPT を NTUが、姿勢制御ア ズムとカメラを九工大が担当している 衛星 試験モ が完 成し、九工大にて各種環境試験を行った 現在、フライトモ の製作中であ 、2018年度前半に 完成予定である
真空容器中 のPPT動作の様子 高感度カ ラペイロー
SPATIUM satellite project
The project SPATIUM (Space Precision Atomic-clock TIming Utility Mission) presents a new technique for
ionosphere mapping using a constellation of CubeSats equipped with Chip Scale Atomic Clock (CSAC) to
peak (200 to 500 km above the Earth).
Project plans are to develop and demonstrate the way of vertical and horizontal distribution measurement of the ionospheric electron content and contribute to study of ionosphere dynamics. The ionosphere three-dimensional mapping will contribute to space weather research with a measurement of a sudden increasing of ionosphere plasma density, catching the change of the plasma when magnetosphere storm occurs and more. The main idea of ionosphere mapping is based on the clock-signal phase-shift sent from a constellation of CubeSats carrying a precise atomic clock (CSAC) to multiple ground stations with known location. The CSAC is used as a clock device to transmit spread spectrum modulated signal (PRN code) to the ground stations. The transmission uses two UHF bands. The spread spectrum signal will be demodulated on the time-synchronized multiple ground stations and the carrier wave phase of multiple satellites can be read. The ionosphere density is derived from the phase shift.
The main objectives for the SPATIUM-I satellite project are development and flight demonstration of the reliable version of chip-scale-atomic clock device for the real-time three-dimensional ionosphere plasma density mapping with a constellation of CubeSats. The SPATIUM-I serves as a path-finder mission to do flight experiment of key technologies needed for the future more advanced and practical missions, SPATIUM-II and SPATIUM-III. SPATIUM-I satellite is a 2U CubeSat and the project duration is two years. The satellite bus-system includes Electric Power System (EPS), battery, CSAC and Communication (COM) bus-systems/boards with two monopole antennas (467MHz and 401MHz frequencies). The satellite will be released from ISS JEM in 2018.
In future, to fullfill all project requirements we plan to build a constellation of CubeSats (SPATIUM-III, 1000 satellites, 9 orbital planes) for the real-time ionosphere mapping. The project is under development by Kyushu Institute of Technology and Nanyang Technological University.
2017年1月に東京で開催さ た “International Workshop on Lean Satellite Standardization 2017” に引 き続き、2018年1月22日~24日の日程で、“International Workshop on Lean Satellite – 2018” を北九州 国際会議場にて開催した この会議 今まで計7回開催さ てお 、北九州での開催 4回目に る 今回 、株式会社インフォステラ、北九州観光コンベンション協会の支援を受けて開催さ 、 3日間の延べ参加者数 102名、そのうち海外からの参加者 40名であった
2017年7月15日にISO-19683 “Space Systems - Design Qualification and Acceptance Tests of Small Spacecraft and Units” が国際標準化機構 International Organization for Standardization の正式 国際 規格として成立して初めてのワークショップ開催に 、ISO-19683 成立を受けての各国からの研 究発表や活動状況等のプ ゼンテーションを26件と2回のパネ ィスカッションを行った
International Workshop on Lean Satellite – 2018参加者集合写真
設備紹介
第 3 地上局
SPATIUM）
現在、二つの地上局が衛星の運用で 使わ ている 第 1 地上局 HORYU 地上局、第2地上局 BIRDS地上局で ある 両方 VHFと UHFのアマチュ アバン 、そして Sバン の周波数を 支援する地上局で SPATIUM プロ ェ クトの401MHzと467MHzの周波数 支援してい い そのため、2018年度 中に以下の ロック図のように第 3 地 上局を設置する予定である
467MHz周波数 SS Spread Spectrum の変調方式のdownlink専用の通信で使わ る 401MHz 周波数 PM Phase Modulation 変調方式とFM Frequency Modulation 変調方式でuplinkとdownlink の通信を行う FPGA board downlinkの受信 ータをGPSの時刻情報を合わせて運用PCに転送 する 同時にCSAC Chip Scale Atomic Clock のクロックを
カウントしてその ータを転送する 運用PCでそのカウン ト 値 と downlink の ー タ に あ る カ ウ ン タ ー 値 を 使 っ て CSACの評価を行う アンテナ 第1地上局のHORYU地上 局用のアンテナの周辺で 2018年 2月まで設置する 地上局 用の設備 第1地上局と第2地上局と同 く8階の部屋で設 置する予定である 重要設備の中でdemodulator, FPGA board, GPS すでに通信試験で使わ ている 他の設備も2018年 3月まで導入して地上局の設置を完了する予定である
Block diagram of the third ground station
CSAC
海外からの委託事業の中でGOM Space 社の通信機と搭載している衛星との環境試験が増えてい る その通信確認試験をよ 安定的に行うために地上局用の通信機の NanoCOM GS100 を GOM Space社から導入した
Ground station with GS100
GS100の特徴 、衛星用通信機 AX100 を19” ラックの内部に2台搭載して地上用の通信機 として使っていることにある 一台 Rx/Tx、一台 Rx専用のものであ 、内部でUSB/UARTの 変換機が設置さ て PC と USB ケー 経由の UART 通信で直接接続することができる PC と GS100の直接接続ができるので、別の TNC の送受信機を必要とし いメ ットがある 外部 からの電源 12V/6Aのア プタを使って、内部のpower amp 25Wの出力を持っている 使用周 波数 こ からの衛星の使用周波数を考えて選択した 今回導入した GS100 UHF 430MHz– 440MHz のみの周波数を支援する物である
購入した GS100 、その動作を Irazú のプロ ェクトの動作確認から行った 衛星と GS100 RF シー 箱の中にあるアンテナで通信環境を構成して、衛星からのテ メト ータを受信す ることで動作確認を行った 他のH/Wと専用のS/W 必要 く、PCをUSBケー でGS100と つ い 後、一般のserial terminal S/W Putty でその結果を確認した 今後のプロ ェクトでもそ の活用が期待さ る
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ISTS 国際宇宙展示会
2017年6月 3日 土 ～9日 金 に愛媛県松山市で開 催さ たISTS 宇宙技術及び科学の国際シンポ ウム と 一緒に開催さ た国際宇宙展示会 期間：2017年6月3日 ～7日 にUNISECの一員として出展を行った
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第 39 回真空展
VA（UUM2017）
2017年 9月 6日 水 ～8日 金 にパシフィコ横浜にて第 39 回真空展 VACUUM2016 が開催さ 、 大学・公的機関における 真空科学・技術・応用の最先端研究の紹介 にて、超小型衛星試験 センターのポスター展示を行った 今年の来場者数 16,018 名に 上った
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宇宙開発フォーラム 2017
2017年9月9日 土 ～10日 日 に日本科学未来館コンファ ンス ーム金星にて宇宙開発フォーラム2017が開催さ 、ポスタ ー セ ッシ ョン に て宇 宙環 境 技術 ラボ ラ ト ーの ポ スタ ー展 示 を行 った
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福岡市科学館・開館記念特別展
2017年10月1日 日 ～2018年1月21日 日 に福 岡市科学館の開館記念特別展 宇宙 と の展示で、 鳳龍四号、AOBA VELOX-Ⅲの模型、Pascalの実物を出展 した
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報告書作成
2016年度の宇宙環境技術ラボラト ー年次報告書12号を1,650 部作成し、関係各所及び 協力 頂いた企業・研究所・大学、ラボラト ー来訪者に配 し、当初発行部数をほぼ配 した
展示用ポスター
国際標準化
国際標準化
宇 宙 環 境 技 術 ラ ボ ラ ト ー が 2011 年 度 か ら 取 組 で き た 超 小 型 衛 星 試 験 規 格 、ISO-19683 “Space Systems Design Qualification and Acceptance Tests of Small Spacecraft and Units” が、2017年7 月 15 日 締 め 切 の 最 終 投 票 に て 認 さ 、 国 際 標 準 化 機 構 International Organization for Standardization の正式 国際規格として成立した 規格制定にあたって 、趙がプロ ェクト ー
ーと 、本学超小型衛星試験センターのメンバーを めとする世界中の超小型衛星の専門家 による国際チームを組 で取 組 このプロ ェクト 2011 年度からの5 年間に経済産業省 が進めるア ア基準認証推進事業として補助を受けた ISO-19683 、超小型衛星の信頼性向上に 大きく貢献することが期待さ る
ISO-19683 を制定する過程で、ISO において超小型衛星に関する様々 議論が さ た その結 果 、 趙 が プ ロ ェ ク ト ー ー と っ て 、 超 小 型 衛 星 が 最 低 限 準 拠 す べ き 要 求 事 項 を ま と め た “Requirements for Small Spacecraft” がISO-20991として提案さ た 本規格 、一部の国の賛同が 得ら かったために、ISO規格に次 位置 けのtechnical specificationとして、ISO-TS-20991と 再提案が さ 、2017年11月にdraft technical standardの投票が行わ 、賛成多数によ 無事通過 した 2018年中にISO-TS-20991として正式発行さ る見通しである
また、ISO-20991を制定する過程でIAA International Academy of Astronautics においてstudy group が発足し、趙がco-chairを務めた Study groupのfinal report、“IAA Study on Definition and Requirements of Small Satellites Seeking Low-Cost and Fast-Delivery” が2018年2月に発行さ た このstudy group の活動の中で ”Lean Satellite” のコンセプトが生ま 、International Lean Satellite Workshopを宇宙ラ ボが主催する形で毎年開催さ るに至っている
国際連携
留学生・研究者受入れ
Dr. Amelia Greig is an Assistant Professor at Cal Poly, in the USA, where she teaches courses in spacecraft propulsion and the space environment. During the summer of 2017 she became a resident scholar of Kyutech. In addition to conducting propulsion research, she taught for SEIC a course entitled “Rocket Propulsion”.
Mohammad Tariqul Islam is a Professor at the Department of Electrical, Electronic and Systems Engineering of Universiti Kebangsaan Malaysia (UKM). During the Kyutech 4th
quarter, he taught for SEIC a course entitled “Satellite Communication”.
Dr. Mohamad Huzaimy Jusoh (at the right in this photo) is an Associate Professor of Electrical Engineering at Universiti Teknologi MARA (UiTM) in Malaysia. During the Kyutech 4th quarter he taught for SEIC a course entitled “Space Weather and Satellite System Interaction”, the first time the topic of space weather has been covered at Kyutech.
Another scholar from Cal Poly this fiscal year was Professor Jordi Puig-Suari. He visited Kyutech on 25 January 2018 and delivered an enormously successful lecture entitled “CubeSats as Workforce Development Tools”. He is wearing the blue shirt in this photo – he is making a point with SEIC students who came for his exciting lecture.
Salehin Kibria is working on his PhD in Electronics, Electrical and Systems Engineering at Universiti Kebangsaan Malaysia (UKM) under the supervision of Prof. Tariqul. He was at Kyutech for one month during the summer of 2017 to work on the antenna system for the SPATIUM satellite project.
Touhidul Alam is also pursuing his PhD in Electrical, Electronics and Systems Engineering at Universiti Kebangsaan Malaysia (UKM) under Prof. Tariqul. He was at Kyutech for two months to conduct the compatibility tests of the patch antenna and PIFA-antenna for nano-satellites.
The following visiting students are with UiTM (under the supervision of Dr. Huzaimy):
During her stay (all of December 2017) she worked on the development of the Ground Station Terminal (GST) for the Store and Forward mission of UiTMSAT-1 under the BIRDS-II Project.
2. Nadhirah Abd Rahim and Afifah Taat, both PhD students, are in the Department of Electrical Engineering as well. Primarily they came for the International Workshop on Lean Satellite and for the First Ground Station Workshop (20-30 January 2018). For Nadhirah, she took the opportunity to join discussions and hands-on work on GST development with BIRDS-II members.
Overseas Activities
Travel to overseas destinations is performed by LaSEINE members in order to: (1) maintain contacts with existing partners (space agencies, universities, and other institutions), (2) make new contacts, (3) explain possible new collaborations with Kyutech (e.g., along the lines of the BIRDS Program), (4) stay in touch with SEIC/PNST graduates, and (5) publicize SEIC and PNST to overseas students.
During this fiscal year, Assistant Prof. G. Maeda undertook the following overseas trips: 1. Nepal: [a] various government ministries, and [b] Kathmandu University.
2. Jordan: [a] Royal Jordanian Amateur Radio Society, [b] Crown Prince Foundation, and [c] The Royal Jordanian Geographic Center.
3. Sri Lanka: Arthur C. Clarke Institute of Modern Technologies, Colombo. 4. United States: INSPIRE Workshop at Colorado University, Boulder, Colorado.
5. Rwanda: [a] Rwanda ICT Chamber, [b] Rwanda Utilities Regulatory Authority, and [c] SmartAfrica. 6. Australia: 68th International Astronautical Congress (IAC), Adelaide, South Australia.
7. Russia: United Nations/Russian Federation Workshop on Human Capacity-Building in Space Science and Technology for Sustainable Social and Economic Development, Samara.
8. Nigeria: First African Space Generation and University Satellite Technology Development Workshop, FUTA, Akure.
9. Ghana: 2nd BIRDS International Workshop, All Nations University College.
10. Philippines: University of Philippines at Diliman. 11. Kenya: University of Nairobi.
12. Malawi: Malawi Polytechnic.
In June of 2017, Prof. Cho delivered a presentation entitled “Capacity Building for Satellite Technology through UN/JAPAN Long-Term Fellowship Programme” before COPUOS. This presentation enabled the international community to better understand Kyutech’s role in global capacity building. In particular, he highlighted the achievements of SEIC, PNST, and of BIRDS.
Assistant Prof. Sangkyun Kim attended APRSAF in India during 14-17 November 2017. In his presentation, he covered the status of major projects of the laboratory.
In August of 2017, Prof. Cho, Dr. Faure, and Dr. Yamauchi, traveled to the Mohammed Bin Rashid Space Center in the UAE to assist the center’s work on a 1U CubeSat.
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ndBIRDS International Workshop (Ghana)
In support of the “BIRDS Network” (a human network of all BIRDS Program partners), a series of annual BIRDS international (academic) workshops are planned: (1) First one in Japan [2016], (2) second one in Ghana [2017], (3) third one in Mongolia [2018], and (4) fourth one in Bangladesh [2019]. During 20-22 November 2017, the second one was successfully held in Ghana on the campus of All Nations University College (ANUC). The workshop was combined with ANUC’s 6th Space Science and Satellite Technology Applications Conference. This overall workshop-conference was sponsored by:
(1) All Nations University College, ANUC
(2) Japan Society for the Promotion of Science, JSPS (3) Kyushu Institute of Technology, Kyutech
The purpose of the annual BIRDS workshop is to allow network members to share notes. It is a borderless forum where they can discuss future collaborations, share the problems-solutions they have experienced, network with other researchers and educators, and more. At this workshop, new members of the BIRDS Network signed the “Letter of Intent (LOI)” that was initiated at the first BIRDS workshop. The nations that signed the LOI this time were: Nigeria, Sudan, Ethiopia, Costa Rica, Malaysia, Bhutan, and the Philippines.
Workshop in Ghana
The participants from the BIRDS Network were: Prof. Tsolmon (Mongolia), Prof. Jyh-Ching Juang (Taiwan), Prof. Akinyede and Prof. Dahunsi (Nigeria), Prof. Joel Marciano (Philippines), Mr. Sithar Dorji (Bhutan), Dr. Mohamad Huzaimy Jusoh (Malaysia), Mr. Marco Gomez Jenkins (Costa Rica), Dr. Moutaman (Sudan), and Dr. Delele Worku (Ethiopia). Special guests were: Mr. Georges Kwizera (Rwanda), Mr. Quentin Verspieren (Univ. of Tokyo), Mr. Akagi and Mr. Ozawa (both with JAXA).
It should be mentioned that Dr. Samuel Donkor (President of ANUC) and his staff did a tremendous job of organizing this workshop at the Ghana side. The 3rd BIRDS International Workshop will be hosted by the National University of Mongolia (NUM) in August of 2018.
2017 PNST Symposium
In order to commemorate and also to celebrate five years of PNST (Post-graduate study on Nano-Satellite Technologies), Kyutech organized “2017 PNST Symposium” on its Tobata Campus. The dates were 4 and 5 December 2017. PNST is a graduate-school-level scholarship program jointly administered by the United
Nations and Kyutech with the aim of providing space engineering capacity building for non-space-faring nations. PNST selects six outstanding young engineers each year through an elaborate selection process. The following were the four main presentations of 4 December:
[1] PNST summary, Prof. Mengu Cho (Kyutech, PNST program director) [2] Keynote lecture, “UNISPACE+50 and the road to Space2030",
Mr. Luc St-Pierre (Chief, Space Applications Section, Office for Outer Space Affairs, United Nations Office at Vienna)
[3] Keynote lecture, “Challenge for 2030", Mr. Yasuhiro Yukimatsu (Director, National Space Policy Secretariat, Cabinet Office)
[4] Keynote lecture, “Maximizing the Outcome of the ISS and “Kibo” - Innovative launch opportunity for Micro/Nano-satellite by using one and only function on Kibo/ISS”,
Dr. Koichi Wakata (ISS Program Manager, Human Space Technology Directorate, JAXA)
The symposium continued on to 5 December. The second day concentrated on bringing together PNST graduates and current PNST/SEIC students for various discussions. The symposium was fortunate that the following PNST graduates could fly to Japan to participate in the PNST Symposium: [1] Ms. Mariela Rojas Quesada, Costa Rica, [2] Dr. Ammarin Pimnoo, Thailand, [3] Dr. Erdenebaatar Dashdondog, Mongolia, [4] Dr. Mohamed Yahia Edries, Egypt, and [5] Dr. Sidi Ahmed Bendoukhab, Algeria.
合同会社 Solace ONE
Solace ONE 合同会社ソ スワン、2018年2月創設 九州工業大学宇宙環境技術ラボラト ー からのス ンオフ会社である Solace ONEのミッション トータ ソ ューションプロバイ とし て、衛星開発者にサービスを提供することである
Solace ONE 、打ち上 仲介や周波数調整を含む、衛星設計から衛星軌道運用まで幅広く対応で きる多分野でのノウ ウを取得すべく、大学や民間企業とのパートナーシップを構築している 展 開するビ ネスの概念図を下に示す
合同会社 Solace ONE の展開するビジネスの概念図
教育貢献
缶サット甲子園
宇宙環境技術ラボラト ー主催で 缶サット甲子園2017 九州地方大会 を九州工業大学戸畑キ ャンパスで開催した 3 校が規定に基 いて設計製作した缶サットを持って参加し、競技 機体審 査、性能審査、プ ゼンで行わ た 本年度 Next Technology社による ローンからの落下性能 審査も実施さ 、高校生たちが一生懸命製作した機体が宙を舞った また成績優秀校が全国大会へ と進
ローンからの落下による性能審査
Project Based Learning for Space Engineering International Course
Project Based Learning (PBL) is an integral component of the post-graduate Space Engineering International Course (SEIC) curriculum that was launched by Kyushu Institute of Technology (Kyutech) in April 2013. SEIC is English based post-graduate program. The components are lectures on space engineering,
on-the-job training in space environment testing, and research leading to a Master degree (2 years) or Doctorate degree (3 years). SEIC is open to any student, Japanese or non-Japanese, who registers as a full-time graduate student at the Graduate School of Engineering.
PBL is required for all SEIC students and is held annually from October to March. PBL-A class was conducted by Assistant Prof. George Maeda, and the class had 19 students. PBL-B class was the BIRDS
Project (BIRDS-II and BIRDS-III); it was conducted by
Prof. Mengu Cho. BIRDS is described in a different section of this LaSEINE annual report. PBL-A class is usually organized around UNISEC Mission Idea Contest.
On 22 July 2017, Kyutech hosted Japan Pre-5th MIC on its Tobata
Campus. In this national competition, three teams in Japan gave presentations: (1) one team from Kyushu University, (2) one team from Kyutech (various foreigners), and (3) one team from Kyutech (the Thai team). The judges declared the Thai team the winner. A representative of the Thai team, Mr. Phongsakorn Meemak, went to the UNISEC-Global meeting in Rome, Italy, and entered the global and final round of Pre-5th MIC.
GEDC Airbus Diversity Award
The BIRDS Program received the “2017 GEDC Airbus Diversity Award” for its implementation of space engineering education for students from non-space-faring nations. The sponsor of this award is Airbus, which recognized the BIRDS Program as a successful example of using diversity to effectively conduct engineering education. As this global education award enters its fifth year, it has also picked up the patronage of UNESCO.
For year 2017, 45 entries from 18 countries were received by the award committee. From these entries, a short list of three finalists was created, and the BIRDS Program was on this short list. The multi-satellite program was represented by Mr. Tejumola Taiwo, who is a third year PhD candidate at Kyutech and is a native of Nigeria. He is also Project Manager of BIRDS-I. He was invited by the Global Engineering Deans Council (GEDC) to compete in 2017’s final round at Niagara Falls, Canada, on 10 October 2017. In this round, each competing finalist gave a presentation and was interviewed by the judges. Consequently, the BIRDS Program was declared to be the first place winner and thus received 10,000 USD as an award.
On 13 December 2017, Airbus Japan invited Prof. Cho and the senior members of the BIRDS-I team to its office in Tokyo, where Prof. Cho spoke at a press conference and explained the project. In addition, Airbus has produced a 3.5 minute video to explain its Diversity Award and its first five years:
The competition judges
https://www.youtube.com/watch?v=Y9DLbkCrp1w&feature=youtu.be
Mr. Tejumola, at the far right, receives First Place Award from GEDC Airbus committee
