システム技術開発調査研究
１９－Ｒ－１７
宇宙用マイクロ･ナノ技術に関する調査研究 報 告 書
平成２０年３月
財団法人 機械システム振興協会 委託先 社団法人日本航空宇宙工業会
こ の 事 業 は 、 競 輪 の 補 助 金 を 受 け て 実 施 し た も の で す 。
http://ringring.keirin.go.jp
序
わ が 国 経 済 の 安 定 成 長 へ の 推 進 に あ た り 、 機 械 情 報 産 業 を め ぐ る 経 済 的 、 社 会 的 諸 条 件 は 急 速 な 変 化 を 見 せ て お り 、社 会 生 活 に お け る 環 境 、防 災 、都 市 、住 宅 、 福 祉 、教 育 等 、直 面 す る 問 題 の 解 決 を 図 る た め に は 、技 術 開 発 力 の 強 化 に 加 え て 、 ま す ま す 多 様 化 、 高 度 化 す る 社 会 的 ニ ー ズ に 適 応 す る 機 械 情 報 シ ス テ ム の 研 究 開 発 が 必 要 で あ り ま す 。
こ の よ う な 社 会 情 勢 に 対 応 し 、 各 方 面 の 要 請 に 応 え る た め 、 財 団 法 人 機 械 シ ス テ ム 振 興 協 会 で は 、 財 団 法 人 日 本 自 転 車 振 興 会 か ら 機 械 工 業 振 興 資 金 の 交 付 を 受 け て 、 機 械 シ ス テ ム に 関 す る 調 査 研 究 等 補 助 事 業 、 新 機 械 シ ス テ ム 普 及 促 進 補 助 事 業 を 実 施 し て お り ま す 。
特 に 、 シ ス テ ム 開 発 に 関 す る 事 業 を 効 果 的 に 推 進 す る た め に は 、 国 内 外 に お け る 先 端 技 術 、 あ る い は シ ス テ ム 統 合 化 技 術 に 関 す る 調 査 研 究 を 先 行 し て 実 施 す る 必 要 が あ り ま す の で 、 当 協 会 に 総 合 シ ス テ ム 調 査 開 発 委 員 会 （ 委 員 長 東 京 大 学 名 誉 教 授 藤 正 巖 氏 ） を 設 置 し 、 同 委 員 会 の ご 指 導 の も と に シ ス テ ム 技 術 開 発 に 関 す る 調 査 研 究 事 業 を 実 施 し て お り ま す 。
こ の 「 宇 宙 用 マ イ ク ロ ・ ナ ノ 技 術 に 関 す る 調 査 研 究 報 告 書 」 は 、 上 記 事 業 の 一 環 と し て 、 当 協 会 が 社 団 法 人 日 本 航 空 宇 宙 工 業 会 に 委 託 し て 実 施 し た 調 査 研 究 の 成 果 で あ り ま す 。 今 後 、 機 械 情 報 産 業 に 関 す る 諸 施 策 が 展 開 さ れ て い く う え で 、 本 調 査 研 究 の 成 果 が 一 つ の 礎 石 と し て 役 立 て ば 幸 い で あ り ま す 。
平 成 ２ ０ 年 ３ 月
財 団 法 人 機 械 シ ス テ ム 振 興 協 会
は じ め に
幅 広 い 産 業 分 野 へ の 適 用 を 目 指 し て 各 種 研 究 ･開 発 が 進 め ら れ て い る MEMS 等 の マ イ ク ロ 技 術 や CNT 等 の ナ ノ テ ク 技 術 に 関 し て 、 我 国 の 研 究 ・ 開 発 レ ベ ル は 世 界 的 に 高 い 位 置 に あ り 、 特 に 自 動 車 産 業 、 電 気 産 業 、 医 療 機 器 産 業 な ど に お い て は 、 多 方 面 に わ た る 研 究 開 発 が 行 わ れ て い る 。 も ち ろ ん 実 際 の 実 用 的 な 製 品 に な る に は 、 性 能 だ け で な く 信 頼 性 、 安 全 性 な ど に 関 す る 課 題 を 克 服 し て 技 術 と し て 成 熟 さ せ る 努 力 が 必 要 で あ る が 、 我 国 は も と よ り 欧 米 に お い て も 、 そ の 取 組 み は 続 け ら れ て お り 、 今 後 益 々 実 用 化 の 拡 大 が 期 待 さ れ て い る 。
こ れ に 対 応 し て 衛 星 小 型 軽 量 化 等 の キ ー 技 術 の 一 つ で あ る 宇 宙 用 マ イ ク ロ ・ ナ ノ 技 術 の 研 究 が 、 欧 米 を 中 心 と し て 活 発 化 し て お り 、 特 に 米 国 に お い て は 、 宇 宙 探 査 や 軍 事 衛 星 分 野 等 で 、 マ イ ク ロ ・ ナ ノ 技 術 の 研 究 が 進 ん で お り 、 特 許 申 請 に も 積 極 的 に 取 組 ん で い る 。
他 方 、 我 国 の 衛 星 等 の 開 発 に お け る マ イ ク ロ ・ ナ ノ 技 術 へ の 取 組 み は 進 ん で い る と は 言 い 難 く 、 我 国 宇 宙 産 業 の 国 際 競 争 力 確 保 の 観 点 か ら 、 早 急 な 取 組 み が 求 め ら れ て い る 。 経 済 産 業 省 の 技 術 ロ ー ド マ ッ プ (宇 宙 分 野 )の 中 で も 衛 星 共 通 基 盤 技 術 の 中 で こ う し た 技 術 の 活 用 が 謳 わ れ て い る と こ ろ で あ る 。
本 調 査 は 、 こ の よ う な 背 景 の 下 に 日 米 欧 の 動 向 調 査 、 比 較 検 討 を 行 っ た も の で あ り 、 今 後 の 我 国 宇 宙 産 業 の 進 む べ き 道 を 一 端 で も 示 せ れ ば 幸 い で あ る 。
社 団 法 人 日 本 航 空 宇 宙 工 業 会
目 次
序
は じ め に
１ 調 査 研 究 の 目 的 ････････････････････････････････････････････････････1 ２ 調 査 研 究 の 実 施 体 制 ････････････････････････････････････････････････2 ３ 調 査 研 究 の 内 容 ････････････････････････････････････････････････････5
第 １ 章 我 国 の 取 組 み 動 向 の 調 査 ･････････････････････････････････････････5 1.1 総 論 ･････････････････････････････････････････････････････････5 1.2 個 別 事 例 調 査 ･････････････････････････････････････････････････8 1.2.1 宇 宙 関 連 機 関 ･････････････････････････････････････････････8 1.2.2 宇 宙 関 連 企 業 ････････････････････････････････････････････16 1.2.3 大 学 ････････････････････････････････････････････････････29
第 ２ 章 欧 米 の 取 組 み 動 向 の 調 査 （ 北 米 ） ････････････････････････････････42 2.1 総 論 ････････････････････････････････････････････････････････42 2.2 個 別 事 例 調 査 ････････････････････････････････････････････････48 2.2.1 宇 宙 関 連 機 関 ････････････････････････････････････････････48 2.2.2 宇 宙 関 連 企 業 ････････････････････････････････････････････64 2.2.3 大 学 ･･･････････････････････････････････････････････････74
第 ３ 章 欧 米 の 取 組 み 動 向 の 調 査 （ 欧 州 ） ････････････････････････････････83 3.1 総 論 ････････････････････････････････････････････････････････83 3.2 個 別 事 例 調 査 ････････････････････････････････････････････････88 3.2.1 宇 宙 関 連 機 関 ････････････････････････････････････････････88 3.2.2 宇 宙 関 連 企 業 ････････････････････････････････････････････96 3.2.3 大 学 ･･････････････････････････････････････････････････116
第 ４ 章 日 米 欧 の 取 組 み 動 向 比 較 及 び 我 国 の 技 術 課 題 等 の 検 討 ･････････････125 4.1 日 米 欧 の 取 組 み 動 向 の 比 較 検 討 ･･･････････････････････････････125 4.1.1 応 用 分 野 と 技 術 別 に 見 た 日 米 欧 比 較 ･･･････････････････････125 4.1.2 技 術 開 発 や 実 用 化 を 支 え る 態 勢 の 日 米 欧 比 較 ･･･････････････136 4.2 我 国 と し て 取 組 み を 図 る べ き 技 術 課 題 等 に 関 す る 検 討 ･･･････････138 4.3 調 査 し た 新 技 術 が 我 国 で 実 際 に ど の よ う に 活 用 で き る か に 関 す る 検 討
･･････････････････････････････････････････140 ４ 調 査 研 究 の ま と め ････････････････････････････････････････････････141
･
５ 調 査 研 究 の 今 後 の 課 題 及 び 展 開 ････････････････････････････････････142
１ 調 査 研 究 の 目 的
幅 広 い 産 業 分 野 へ の 適 用 を 目 指 し て 各 種 研 究 ･開 発 が 進 め ら れ て い る MEMS 等 の マ イ ク ロ 技 術 や CNT 等 の ナ ノ テ ク 技 術 に 関 し て 、 我 国 の 研 究 ・ 開 発 レ ベ ル は 世 界 的 に 高 い 位 置 に あ り 、 今 後 益 々 実 用 化 の 拡 大 が 期 待 さ れ て い る 。
一 方 、 厳 し い 宇 宙 環 境 に 対 す る 耐 性 要 求 や 高 い 信 頼 性 要 求 を 課 さ れ る 衛 星 等 の 開 発 で は 、 一 般 に 最 新 技 術 の 適 用 が な か な か 進 ま な い の が 現 状 で あ り 、 マ イ ク ロ ・ ナ ノ 技 術 の 宇 宙 へ の 適 用 に 関 し て も 、 例 外 で は な い 。
と こ ろ が 、 近 年 衛 星 利 用 の 各 分 野 に お い て 、 衛 星 の 小 型 軽 量 化 や 小 型 衛 星 群 に よ る 運 用 が 着 目 さ れ て お り 、 こ れ に よ り 、 比 較 的 低 コ ス ト で 国 の 安 全 や 高 度 情 報 化 社 会 実 現 等 の 社 会 ニ ー ズ に 応 え ら れ る 宇 宙 イ ン フ ラ の 構 築 が 可 能 と な り 、 更 に は 宇 宙 探 査 等 に お け る 革 新 的 な 探 査 シ ス テ ム の 実 現 が 可 能 と な る 。
こ れ に 対 応 し て 衛 星 小 型 軽 量 化 等 の キ ー 技 術 の 一 つ で あ る 宇 宙 用 マ イ ク ロ ・ ナ ノ 技 術 の 研 究 が 、 欧 米 を 中 心 と し て 活 発 化 し て い る 。 特 に 米 国 に お い て は 、 宇 宙 探 査 や 軍 事 衛 星 分 野 等 で 、 マ イ ク ロ ・ ナ ノ 技 術 の 研 究 が 進 ん で お り 、 特 許 申 請 に も 積 極 的 に 取 組 ん で い る 。
他 方 、 我 国 の 衛 星 等 の 開 発 に お け る マ イ ク ロ ・ ナ ノ 技 術 へ の 取 組 み は 進 ん で い る と は 言 い 難 く 、 我 国 宇 宙 産 業 の 国 際 競 争 力 確 保 の 観 点 か ら 、 早 急 な 取 組 み が 求 め ら れ て い る 。 経 済 産 業 省 の 技 術 ロ ー ド マ ッ プ (宇 宙 分 野 )の 中 で も 衛 星 共 通 基 盤 技 術 の 中 で こ う し た 技 術 の 活 用 が 謳 わ れ て い る と こ ろ で あ る 。
こ の よ う な 背 景 の も と に 本 調 査 は 、衛 星 等 の 小 型 軽 量 化 ･高 機 能 化 等 へ の 寄 与 が 期 待 さ れ る マ イ ク ロ ･ナ ノ 技 術 の 適 用 に 関 し て 、 欧 米 の 取 組 み 動 向 を 調 査 し 、 我 国 の 取 組 み 状 況 と の 比 較 を 行 い 、我 国 宇 宙 産 業 の 国 際 競 争 力 強 化 の 観 点 か ら 、 戦 略 的 に 解 決 を 図 る べ き 技 術 課 題 等 を 明 ら か に す る こ と を 目 的 と す る 。
２ 調 査 研 究 の 実 施 体 制
本 調 査 研 究 の 体 制 は 、 財 団 法 人 機 械 シ ス テ ム 振 興 協 会 内 に ｢ 総 合 シ ス テ ム 調 査 開 発 委 員 会 ｣を 、社 団 法 人 航 空 宇 宙 工 業 会 内 に ｢宇 宙 用 マ イ ク ロ ・ ナ ノ 技 術 委 員 会 ｣ を 設 置 し て 、 有 識 者 よ り の ご 指 導 の 下 に 、 更 に 宇 宙 関 連 企 業 か ら の 意 見 を 採 り 入 れ て 調 査 研 究 を 実 施 で き る 体 制 と し た 。
財 団 法 人 機 械 システム振 興 協 会
総 合 システム調 査 開 発 委 員 会
委 託
社 団 法 人 日 本 航 空 宇 宙 工 業 会
宇 宙 用 マイクロ・ナノ技 術 委 員 会
外 注
The Global Emerging Technology Institute, Ltd. (GETI)
総 合 シ ス テ ム 調 査 開 発 委 員 会 委 員 名 簿 （ 順 不 同 ・ 敬 称 略 ）
委 員 長 東 京 大 学 藤 正 巖 名 誉 教 授
委 員 埼 玉 大 学 太 田 公 廣 地 域 共 同 研 究 セ ン タ ー
教 授
委 員 独 立 行 政 法 人 産 業 技 術 総 合 研 究 所 金 丸 正 剛 エ レ ク ト ロ ニ ク ス 研 究 部 門
副 研 究 部 門 長
委 員 独 立 行 政 法 人 産 業 技 術 総 合 研 究 所 志 村 洋 文 産 学 官 連 携 推 進 部 門
産 学 官 連 携 コ ー デ ィ ネ ー タ
委 員 東 北 大 学
工 学 研 究 科 教 授 中 島 一 郎 （ 未来科学技術共同研究センター長）
委 員 東 京 工 業 大 学 大 学 院 廣 田 薫 総 合 理 工 学 研 究 科
教 授
委 員 東 京 大 学 大 学 院 藤 岡 健 彦 工 学 系 研 究 科
准 教 授
委 員 東 京 大 学 大 学 院 大 和 裕 幸 新 領 域 創 成 科 学 研 究 科
教 授 （ 副 研 究 科 長 ）
宇 宙 用 マ イ ク ロ ・ ナ ノ 技 術 委 員 会 名 簿 （ 順 不 同 ・ 敬 称 略 ）
委 員 長 立 命 館 大 学 木 股 雅 章 理 工 学 部 マ イ ク ロ 機 械 シ ス テ ム 工 学 科
教 授
委 員 独 立 行 政 法 人 宇 宙 航 空 研 究 開 発 機 構 三 田 信 宇 宙 科 学 研 究 本 部 宇 宙 探 査 工 学 研 究 系
助 教
委 員 独 立 行 政 法 人 宇 宙 航 空 研 究 開 発 機 構 田 村 高 志 総 合 技 術 研 究 本 部 部 品 ･材 料 ･機 構 技 術 グ ル ー プ
グ ル ー プ 長
委 員 財 団 法 人 資 源 探 査 用 観 測 シ ス テ ム
･宇 宙 環 境 利 用 研 究 開 発 機 構 久 家 秀 樹 開 発 主 幹
委 員 三 菱 電 機 株 式 会 社 五 百 木 誠 宇 宙 シ ス テ ム 事 業 部 宇 宙 シ ス テ ム 企 画 部 企 画 課
専 任
委 員 NEC東 芝 ス ペ ー ス シ ス テ ム 株 式 会 社 小 川 文 輔 生 産 本 部 生 産 技 術 部
マ ネ ー ジ ャ ー
委 員 三 菱 重 工 業 株 式 会 社 池 淵 博 名 古 屋 誘 導 推 進 シ ス テ ム 製 作 所 電 子 シ ス テ ム 技 術 部 主 席 チ ー ム 統 括
委 員 株 式 会 社 Ｉ Ｈ Ｉ 磯 村 浩 介 技 術 開 発 セ ン タ ー ・ エ ン ジ ン 技 術 部
部 長
委 員 株 式 会 社 Ｉ Ｈ Ｉ エ ア ロ ス ペ ー ス 米 丸 充 規 基 盤 技 術 部 電 子 技 術 室
課 長
委 員 三 菱 プ レ シ ジ ョ ン 株 式 会 社 亀 井 信 夫 宇 宙 機 器 部
次 長
委 員 日 本 航 空 電 子 工 業 株 式 会 社 大 野 有 孝 航 機 事 業 部 第 二 技 術 部
シ ニ ア ・ マ ネ ー ジ ャ ー
オ ブ ザ ー バ ー 経 済 産 業 省 樫 福 錠 冶 製 造 産 業 局 航 空 機 武 器 宇 宙 産 業 課 宇 宙 産 業 室
係 長
３ 調 査 研 究 の 内 容
第 1 章 我 国 の 取 組 み 動 向 の 調 査
1.1 総 論
宇 宙 機 関 に お け る 取 組 み は 以 下 の と お り で あ る 。
JAXA 宇 宙 科 学 研 究 本 部 は 、2005年 7 月 に 打 上 げ ら れ た X線 天 文 衛 星 ｢す ざ く(ASTRO-E2)｣の 観 測 機 器 の 一 つ で あ る 高 分 解 能 X 線 分 光 器(マ イ ク ロ カ ロ リ メ ー タ)に お い て 、X 線 検 出 器 に MEMS 技 術 を 採 用 し 、X 線 源 の デ ー タ 取 得 に 成 功 し て い る 。
現 在 同 研 究 本 部 で は 、 次 世 代 の X 線 天 文 衛 星 搭 載 を 目 指 し て 、1000 画 素 程 度 の マ イ ク ロ カ ロ リ メ ー タ ･ア レ イ の 開 発 、マ イ ク ロ マ シ ン 技 術 を 活 用 し た 小 型 軽 量 X 線 反 射 鏡 の 研 究 に 取 組 ん で い る 。更 に 将 来 月 面 等 へ の 着 陸 時 に 必 要 と な る 衛 星 搭 載 レ ー ザ ー 高 度 計 の MEMS シ ャ ッ タ ー の 研 究 に も 取 組 ん で い る 。同 研 究 本 部 に お け る マ イ ク ロ ･ナ ノ 技 術 の 取 組 み は 、我 国 宇 宙 分 野 の 中 で は 最 も 活 発 で あ り 、 先 進 的 な 成 果 を 得 て い る 。
JAXA 総 合 技 術 研 究 本 部 は 、宇 宙 用 の MEMSに 関 す る 取 組 み に 着 手 し 始 め た 。 先 ず MEMS 技 術 を 使 っ た 民 生 用 の 加 速 度 セ ン サ ー 、MEMS-RF ス ィ ッ チ 、MEMS-レ ー ト ジ ャ イ ロ を 選 び 、 そ れ ぞ れ に つ い て 宇 宙 環 境(機 械 環 境 、 熱 環 境)に 対 す る 耐 性 評 価 試 験 を 行 い 、加 速 度 セ ン サ ー に つ い て 宇 宙 で 使 え る 可 能 性 有 と の 結 果 を 得 て い る 。 今 後 こ の 加 速 度 セ ン サ ー に つ い て 宇 宙 実 証 の 計 画 を 立 て て い る 。
NEDO/USEF で は 、SERVIS２ 号 機 で MEMS 技 術 を 適 用 し て 民 生 用 に 開 発 さ れ た RF-ス イ ッ チ の 宇 宙 実 証 を 行 う 計 画 で あ り 、既 に 実 験 装 置 を 開 発 し 、 宇 宙 環 境 、 運 用 条 件 に 対 す る 地 上 評 価 試 験 を 完 了 し 、 平 成 20 年 度 中 の 打 上 を 待 っ て い る 状 況 で あ る 。
JAROSで は 、将 来 の 衛 星 用 地 球 観 測 セ ン サ ー の 小 型 化 等 に 向 け て 、MEMS や ナ ノ 技 術 の 可 能 性 に 関 す る 調 査 を 行 っ た 。 具 体 的 に は MEMS 技 術 を 使 っ た 非 冷 却 型 熱 赤 外 セ ン サ ー の 宇 宙 利 用 に 関 す る 調 査 並 び に 耐 放 射 線 性 試 験 を 実 施 し 、 適 用 可 能 性 の 見 通 し を 得 た 。
宇 宙 機 器 メ ー カ ー に お け る 取 組 み は 以 下 の と お り で あ る 。
三 菱 電 機(株)は 、 前 述 の SERVIS２ 号 機 搭 載 実 験 用 の RF ス ィ ッ チ を 民 生 用 と し て 社 内 開 発 し て お り 、宇 宙 実 証 の た め の 実 験 装 置 を 製 作 す る と と も に 、
通 信 衛 星 等 の 実 用 衛 星 の 運 用 を 想 定 し た 地 上 評 価 試 験 を 実 施 し 所 期 の 成 果 を 得 て い る 。
ま た 同 社 は 、MEMS技 術 を 適 用 し た 非 冷 却 型 熱 赤 外 セ ン サ ー を 民 生 用 赤 外 カ メ ラ 用 に 開 発 し て お り 、 現 在 640×480 ア レ イ 素 子 ま で 製 品 化 し て い る 。 前 述 JAROSの 調 査 に は 、こ の セ ン サ ー を 適 用 し て 調 査 ･耐 放 射 線 性 試 験 を 実 施 し 良 好 な 結 果 を 得 て い る 。
三 菱 重 工 業(株)は 、JAXA 宇 宙 科 学 研 究 本 部 の 将 来 X 線 天 文 観 測 衛 星 用 マ イ ク ロ カ ロ リ メ ー タ 等 に 関 す る マ イ ク ロ マ シ ン 加 工 技 術 に 取 組 ん で い る 。 宇 宙 適 用 に 向 け て 、MHI 製 の 銅 配 線 装 置 や 常 温 接 合 装 置 を 使 用 し た 、MEMS マ イ ク ロ ホ ー ル 貫 通 配 線 形 成 技 術 、MEMS ナ ノ 精 度 位 置 決 め ･接 合 技 術 の 開 発 に 取 組 ん で い る 。
IHI エ ア ロ ス ペ ー ス(株)は 、 物 体 を 非 接 触 で 高 速 に 検 出 で き る 赤 外 線 セ ン サ ー(サ ー モ パ イ ル 型)を 商 品 化 し て お り 、 熱 型 と し て は 1ｍ 秒 以 下 と い う 国 内 最 高 速 が 得 ら れ て い る 。 宇 宙 用 途 に つ い て は 検 討 中 で あ る 。
大 学 に お け る 取 組 み は 以 下 の と お り で あ る 。
東 北 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 の 江 刺 ･田 中 研 究 室 で は 、MEMS に 関 し て IC 加 工 技 術 に 基 づ く マ イ ク ロ マ シ ニ ン グ を 用 い て ， 圧 力 ， 加 速 度 ， 角 速 度 な ど を 測 定 す る 超 小 形 セ ン サ ー を 開 発 し て お り 、一 部 ，製 品 化 も 行 っ て き て い る 。 そ の 一 例 と し て 静 電 浮 上 回 転 マ イ ク ロ ジ ャ イ ロ が あ り 、(株)ト キ メ ッ ク と 共 同 開 発 し た も の で あ る 。こ れ は ２ 軸 の 回 転 と 3方 向 の 加 速 度 と を 高 精 度 に 同 時 計 測 で き る も の で あ り 、 宇 宙 へ の 適 用 可 能 性 が あ る も の と 考 え ら れ る 。
他 方 、10kg級 の 超 小 形 人 工 衛 星 の 姿 勢 制 御 に 用 い る 固 体 ロ ケ ッ ト ア レ イ ス ラ ス タ を JAXA-ISAS と 共 同 開 発 し て い る 。 こ の ス ラ ス タ ー は 、 そ れ ぞ れ の 火 薬 を デ ジ タ ル 制 御 で き る の で 、 推 力 を 精 密 に 調 整 す る こ と が で き る 。
東 京 大 学 生 産 技 術 研 究 所 の 年 吉 研 究 室 で は 、 光 MEMS、RF-MEMS を 中 心 と し た 開 発 に 取 組 ん で い る 。 光 MEMS の 一 例 と し て 、 電 磁 気 的 に 作 動 可 能 な 静 電 ト ー シ ョ ン ･ミ ラ ー を 使 っ た 光 ス ィ ッ チ の 研 究 を 行 っ て お り 、高 い ス ィ ッ チ ン グ 速 度 と 低 損 失 を 実 現 し て い る 。RF-MEMS の 一 例 と し て は 、よ り 小 型 化 を 目 指 し て 、 振 動 子 の 検 出 方 式 と し て 電 界 放 出 電 子 の 空 間 的 変 調 を 採 用 し た バ イ ン ド パ ス フ ィ ル タ の 開 発 を 行 っ て い る 。
他 方 、 荒 川 研 究 室 で は 、 レ ー ザ ー や 光 増 幅 器 の 性 能 向 上 、 或 い は 将 来 の 量 子 暗 号 通 信 、 量 子 コ ン ピ ュ ー タ を 目 指 し た 量 子 ド ッ ト の 研 究 、 究 極 の 光 制 御 が 可 能 と な る 光 フ ォ ト ニ ク ス の 研 究 に 取 組 ん で い る 。
京 都 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 の 斧 研 究 室 で は 、衛 星 に 必 要 な 電 子 的・機 械 的 な 機 能 の ほ と ん ど 全 て を 1～2 枚 の シ リ コ ン 基 板 上 に 作 り 込 ん で 超 小 型 ・ 高 機 能 衛 星 を 構 成 す る シ リ コ ン ナ ノ サ テ ラ イ ト の 提 案 を 行 っ て お り 、 そ の 一 環 と し て 、 表 面 波 励 起 プ ラ ズ マ を 利 用 し て 次 世 代 の 超 小 型 ・ 高 機 能 衛 星 に 搭 載 可 能 な マ イ ク ロ ス ラ ス タ ー の 研 究 開 発 を 行 っ て い る 。
九 州 大 学 大 学 院 工 学 府 航 空 宇 宙 工 学 専 攻 の 永 山 ･高 橋 研 究 室 で は 、新 世 代 ロ ケ ッ ト 燃 料 と し て の 金 属 ナ ノ 粒 子 の 生 成 と 応 用 に 関 す る 研 究 、 液 体 蒸 発 型 マ イ ク ロ ス ラ ス タ ー や 過 酸 化 水 素 水 の 分 解 反 応 を 利 用 し た マ イ ク ロ ス ラ ス タ ー の 研 究 、 ロ ケ ッ ト や 衛 星 の 小 型 化 を 目 指 し た 全 く 新 し い 推 進 方 法 と し て 、 地 上 や 大 型 衛 星 か ら レ ー ザ ー 光 を ロ ケ ッ ト や 衛 星 に 照 射 し て 推 進 力 を 得 る レ ー ザ ー 推 進 の 研 究 、 更 に は マ イ ク ロ マ シ ン 技 術 を 用 い て 、 超 小 型 で あ り な が ら 十 分 な 性 能 を 有 す る 熱 制 御 デ バ イ ス の 開 発 に 取 組 ん で い る 。
1.2 個 別 事 例 調 査 1.2.1 宇 宙 関 連 機 関
(1) JAXA-宇 宙 科 学 研 究 本 部(1/4)
技 術 名 X 線 マ イ ク ロ カ ロ リ メ ー タ （X 線 マ イ ク ロ 検 出 器 ）
URL http://www.isas.jaxa.jp/j/enterp/missions/suzaku/relate.shtml 研 究 者 満 田 和 久 教 授 、 三 田 誠 助 教 授
E-mail －
分 類 衛 星 ミ ッ シ ョ ン 機 器
用 途 科 学 観 測
研 究 開 発 概 要
X 線 マ イ ク ロ カ ロ リ メ ー タ は 、X 線 天 体 物 理 学 応 用 を 目 的 と し た 衛 星 搭 載 型 の 高 感 度 X線 検 出 器 で あ る 。Bi-Auが X線 を 吸 収 し て 温 度 上 昇 す る の で 、温 度 を 測 定 す る と X線 の 線 量 が 求 ま る 。温 度 を 検 出 す る 。X線 吸 収 体 に 入 射 し た X 線 光 子 1 個 1個 の エ ネ ル ギ ー を 、 Ti-Au の 超 伝 導 遷 移 端(TES)を 利 用 し て 素 子 の 温 度 上 昇 を 計 る こ と に よ っ て 測 定 す る 。 具 体 的 に は 温 度 を 0.1 ケ ル ビ ン 程 度 に ま で 冷 や し 、X 線 の エ ネ ル ギ ー(波 長)を 非 常 に 高 い 精 度 で 測 定 す る 。2次 元 ア レ イ 化 す る と X線 の 2次 元 イ メ ー ジ ン グ が 可 能 に な る 。
2005 年 7 月 に 世 界 で 初 め て X 線 カ ロ リ メ ー タ を ｢す ざ く ｣に 搭 載 し て 打 上 げ ら れ 、 軌 道 上 に お い て 6keV の 入 射 X 線 に 対 し て エ ネ ル ギ ー 分 解 能 7eVが 実 現 さ れ た 。
X 線 検 出 器 の 動 作 原 理 X線 検 出 器 の 構 造
2次 元 ア レ イ 構 造 の 電 子 顕 微 鏡 像
｢す ざ く ｣
市 場 性 や 今 後 の 計 画
将 来 X 線 天 文 衛 星 搭 載 を 目 指 し て 、 数 eV の エ ネ ル ギ ー 分 解 能 を 有 し 、1000 画 素 程 度 の 撮 像 性 能 を 持 つ 、 新 し い X 線 カ ロ リ メ ー タ を 開 発 中 。
共 同 研 究 先 や 助 成 元
ISAS、早 稲 田 大 、三 菱 重 工 、首 都 大 学 東 京 、第 一 シ ス テ ム エ ン ジ ニ ア リ ン グ 、 パ ナ ソ ニ ッ ク コ ミ ュ ニ ケ ー シ ョ ン ズ の 共 同 研 究
特 記 事 項 －
TRL ９
(1) JAXA-宇 宙 科 学 研 究 本 部(2/4) 技 術 名 MEMS X 線 反 射 鏡
URL http://www.isas.jaxa.jp/j/enterp/missions/suzaku/relate.shtml 研 究 者 満 田 和 久 教 授 、 三 田 誠 助 教 授
E-mail －
分 類 衛 星 ミ ッ シ ョ ン 機 器
用 途 科 学 観 測
研 究 開 発 概 要
単 位 有 効 面 積 当 た り の 重 量 が ｢す ざ く ｣衛 星 等 のX線 反 射 鏡 に 比 べ て 2桁 程 度 小 さ い X 線 反 射 鏡 の 実 現 を 目 指 し て 研 究 を 進 め て い る 。 こ れ に よ り 大 面 積 X 線 反 射 鏡 の 軽 量 化 、小 型 衛 星 へ の 搭 載 な ど が 可 能 と な る 。
X線 反 射 鏡 の 構 造 X 線 反 射 鏡 の 外 観 と 実 装 ミ ラ ー 市 場 性 や
今 後 の 計 画
将 来 X線 天 文 衛 星 搭 載 予 定 。
共 同 研 究 先 や 助 成 元
－
特 記 事 項 －
TRL ４
(1) JAXA-宇 宙 科 学 研 究 本 部(3/4) 技 術 名 2次 元 MEMSシ ャ ッ タ ー
URL －
研 究 者 三 田 誠 助 教 授 E-mail －
分 類 衛 星 ミ ッ シ ョ ン 機 器
用 途 科 学 観 測
研 究 開 発 概 要
月 、 惑 星 等 へ の 着 陸 時 に 必 要 と な る 表 面 形 状 計 測 及 び 高 度 計 測 を 行 う た め の ２ 次 元 レ ー ザ ー レ ー ダ(LIDAR)に 使 わ れ る ２ 次 元 シ ャ ッ タ ー で あ る 。 月 、 惑 星 表 面 に 照 射 し た レ ー ザ ー 光 の 表 面 か ら の 反 射 光 を 、２ 次 元 シ ャ ッ タ ー ･ア レ イ の 各 シ ャ ッ タ ー の 開 閉 を 制 御 す る こ と に よ り ２ 次 元 的 な 表 面 形 状 計 測 及 び 高 度 計 測 を 行 う 。
着 陸 衛 星 と LIDAR運 用 イ メ ー ジ
2次 元 レ ー ザ ー 走 査 及 び 検 出 シ ス テ ム の 構 成 市 場 性 や
今 後 の 計 画
将 来 の 月 着 陸 衛 星 へ の 搭 載 を 目 指 す 。
共 同 研 究 先 や 助 成 元
ISAS、 東 京 大 、 ジ ェ ネ シ ア の 共 同 研 究
特 記 事 項 －
TRL ４
(1) JAXA-宇 宙 科 学 研 究 本 部(4/4) 技 術 名 イ ン パ ク ト ア ク チ ュ エ ー タ
URL －
研 究 者 三 田 誠 助 教 授 E-mail －
分 類 衛 星 ミ ッ シ ョ ン 機 器
用 途 科 学 観 測
研 究 開 発 概 要
静 電 引 力 を 利 用 し て 物 体 を 移 動 さ せ る ア ク チ ュ エ ー タ で あ る 。 マ ス と フ レ ー ム （ ス ト ッ パ ） 間 に 電 圧 を 加 え る と 、 マ ス が 加 速 し て フ レ ー ム に 力 を 与 え る 。 フ レ ー ム の 摩 擦 力 よ り 大 き な 力 と な る 場 合 、 フ レ ー ム が 動 く 。電 圧 を 切 る と バ ネ の 力 で マ ス は 元 の 位 置 に も ど る 。 こ の 動 き を 2次 元 で 実 現 し た も の で あ る 。
イ ン パ ク ト ア ク チ ュ エ ー タ 構 造 イ ン パ ク ト ア ク チ ュ エ ー タ 外 観
イ ン パ ク ト ア ク チ ュ エ ー タ の 原 理 市 場 性 や
今 後 の 計 画
惑 星 表 面 探 査 に お け る 超 小 形 の 移 動 体 （ マ イ ク ロ ロ ー バ ） に 応 用 で き る 可 能 性 が あ る 。
共 同 研 究 先 や 助 成 元
ISASと 東 京 大 の 共 同 研 究
特 記 事 項 －
TRL ３
(2) JAXA-総 合 技 術 研 究 本 部
技 術 名 MEMSの 宇 宙 環 境 評 価 試 験
URL －
研 究 者 荒 川 哲 人 E-mail －
分 類 共 通
用 途 地 上 評 価
研 究 開 発 概 要
JAXA 総 合 技 術 研 究 本 部 は 、 宇 宙 用 の MEMS に 関 す る 取 組 み に 着 手 し 始 め た 。先 ず MEMS技 術 を 使 っ た 民 生 用 の 加 速 度 セ ン サ ー 、 MEMS-RF ス ィ ッ チ 、MEMS-レ ー ト ジ ャ イ ロ を 選 び 、 そ れ ぞ れ に つ い て 宇 宙 環 境(機 械 環 境 、 熱 環 境)に 対 す る 耐 性 評 価 試 験 を 実 施 し て 宇 宙 適 用 性 を 評 価 し 、可 能 性 の あ る も の に つ い て 宇 宙 実 証 を 考 え て い る 。 現 時 点 で 、 加 速 度 セ ン サ ー は 耐 性 評 価 試 験 を ク リ ア し て お り 、 宇 宙 で 使 え る 可 能 性 が あ り そ う と の 感 触 を 得 て い る が 、 更 な る デ ー タ 取 得 を 行 う 計 画 で あ る 。
市 場 性 や 今 後 の 計 画
今 後 上 記 で 宇 宙 で 使 え る 可 能 性 が あ る と の 結 論 が 得 ら れ た 場 合 、将 来 の 宇 宙 実 証 の 計 画 を 立 て る 。
共 同 研 究 先 や 助 成 元
－
特 記 事 項 －
TRL －
(3) JAROS
技 術 名 衛 星 光 学 セ ン サ ー 用 マ イ ク ロ ・ ナ ノ 技 術 URL http://www.jaros.or.jp/
研 究 者 久 家 秀 樹 E-mail －
分 類 衛 星 ミ ッ シ ョ ン 用 途 光 学 セ ン サ ー 研 究 開 発
概 要
地 球 観 測 用 衛 星 搭 載 光 学 セ ン サ ー の 小 型 軽 量 化 、 高 信 頼 性 化 、 低 コ ス ト 化 へ の 寄 与 を 想 定 し 下 記 の 技 術 動 向 等 の 調 査 研 究 を 実 施 し た 。
(1) MEMS 技 術 を 用 い た 熱 赤 外 セ ン サ ー の 実 用 化 に 関 す る 調 査 研 究 (平 成 17 年 度)
MEMS技 術 を 適 用 し た 熱 赤 外 セ ン サ(非 冷 却 型 検 出 器)を 用 い た 熱 赤 外 バ ン ド セ ン サ に つ き 調 査 研 究 を 実 施 す る と と も に 、当 該 セ ン サ ー の 耐 放 射 線 性 試 験 を 実 施 し 、ト ー タ ル ド ー ズ に 関 し て 良 好 な 結 果 を 得 た 。
(2) ナ ノ テ ク ノ ロ ジ ー を 用 い た リ モ ー ト セ ン シ ン グ の 高 度 化 技 術 に 関 す る 調 査 研 究(平 成 18 年 度)
衛 星 搭 載 光 学 セ ン サ ー へ の 適 用 を 目 的 と し た ナ ノ テ ク ノ ロ ジ ー の 動 向 調 査 を 行 い 、 課 題 抽 出 及 び 適 用 可 能 性 評 価 を 実 施 し た 。 将 来 の 適 用 性 の 観 点 か ら 、 日 進 月 歩 の 集 積 回 路 技 術 の 延 長 線 に Satellite-on-a-chipの 実 現 が 想 定 さ れ る 。
市 場 性 や 今 後 の 計 画
－
共 同 研 究 先 や 助 成 元
－
特 記 事 項 －
TRL 熱 赤 外 セ ン サ ー ４ ／ ナ ノ テ ク ノ ロ ジ ー １
(4) USEF
技 術 名 RF-ス イ ッ チ
URL http://www.usef.or.jp/
研 究 者 －
E-mail －
分 類 衛 星 バ ス 、 衛 星 ミ ッ シ ョ ン
用 途 電 波 通 信
研 究 開 発 概 要
SERVIS２ 号 機 で MEMS 技 術 を 適 用 し て 民 生 用 に 開 発 さ れ た RF-ス イ ッ チ の 宇 宙 実 証 を 行 う 計 画 で あ り 、既 に 実 験 装 置 を 開 発 し 、 宇 宙 環 境 、 運 用 条 件 に 対 す る 地 上 評 価 試 験 を 完 了 し 、 平 成 21 年 中 の 打 上 を 待 っ て い る 状 況 で あ る 。
(SERVIS-1) 市 場 性 や
今 後 の 計 画
－
共 同 研 究 先 や 助 成 元
－
特 記 事 項 －
TRL ５
1.2.2 宇 宙 関 連 企 業
(1) (株)シ リ コ ン セ ン シ ン グ シ ス テ ム 技 術 名 MEMSシ リ コ ン リ ン グ ジ ャ イ ロ
URL http://www.sssj.co.jp/index.html
研 究 者 －
E-mail －
分 類 衛 星 バ ス 、 ロ ケ ッ ト 誘 導 制 御 用 途 姿 勢 軌 道 制 御
研 究 開 発 概 要
MEMSシ リ コ ン リ ン グ ジ ャ イ ロ は 、コ リ オ リ の 力 を 応 用 し た 角 速 度 セ ン サ （ レ ー ト ジ ャ イ ロ ） で あ り 、 独 自 の シ リ コ ン マ イ ク ロ マ シ ニ ン グ リ ン グ 型 振 動 子 の 採 用 に よ り 高 い 耐 衝 撃 性 、 耐 振 動 性 及 び 広 い 使 用 温 度 範 囲 で の性 能 安 定 性を 実 現 し て い る 。こ の 振 動 式 ジ ャ イ ロ は 、 振 動 形 態 を 棒 （ 音 叉 や ビ ー ム 形 状 ） を 上 下 左 右 に 振 る の で な く 振 動 子 リ ン グ を 中 吊 り に し て リ ン グ を 楕 円 歪 に 振 動 さ せ る た め 、 根 本 構 造 と し て 外 来 応 力 に 敏 感 な 支 点 が な い 上 、 楕 円 振 動 は 外 部 震 動 ・ 衝 撃 下 で は 起 こ り に く く 、 悪 い 環 境 下 で も 忠 実 に 高 精 度 角 速 度 の 検 出 が で き る よ う に な っ て い る 。 こ れ は 理 論 上 だ け で な く 実 践 で も 証 明 さ れ て い る 。
MEMSシ リ コ ン リ ン グ ジ ャ イ ロ の 外 観
MEMSシ リ コ ン リ ン グ ジ ャ イ ロ の 構 造 、 原 理
市 場 性 や 今 後 の 計 画
同 社 の 製 品 は す で に 日 本 を は じ め 世 界 各 国 で 自 動 車 ITS、 ナ ビ ゲ ー シ ョ ン 、 地 震 感 知 、2 足 歩 行 ロ ボ ッ ト 、 マ リ ン 機 器 、 無 人 輸 送 機 、 介 護 機 器 、 航 空 宇 宙 機 器 、 ア ン テ ナ ・ カ メ ラ 等 の 制 御 や 運 動 測 定 、 安 全 系 統 に 使 わ れ て い る 。
－ 共 同 研 究 先 や 助 成 元
特 記 事 項 住 友 精 密 工 業 は 英 国 BAE シ ス テ ム ズ （ ブ リ テ ィ ッ シ ュ エ ア ロ ス ペ ー ス ） と 、 角 速 度 セ ン サ ー （ ジ ャ イ ロ ） や 加 速 度 セ ン サ ー な ど の 設 計 、 製 造 、 販 売 を 行 う 合 弁 会 社 「 シ リ コ ン セ ン シ ン グ シ ス テ ム ズ
（SSS）」（ 本 社 英 国 ） を 設 立 し た 。 TRL ４
(2) 日 本 航 空 電 子 工 業(株)
技 術 名 3軸 シ リ コ ン 加 速 度 セ ン サ ー 「JA-30SA」
URL http://www.jae.co.jp/gihou/pdf24/Gi-no_5_.pdf
研 究 者 －
E-mail －
分 類 衛 星 バ ス 、 ロ ケ ッ ト 誘 導 制 御 用 途 姿 勢 軌 道 制 御
研 究 開 発 概 要
日 本 航 空 電 子 は マ イ ク ロ マ シ ン 技 術 を 用 い た 小 型 で 低 価 格 の 3軸 シ リ コ ン 加 速 度 セ ン サ ー を 開 発 し た 。こ の セ ン サ ー は 表 面 実 装 対 応 の パ ッ ケ ー ジ で あ り 、3 軸 独 立 の 検 出 回 路 、 増 幅 回 路 及 び 補 正 回 路 機 能 を 持 つ 専 用 の ASICを 内 蔵 す る こ と に よ り 、 小 型 化 ・ 高 精 度 化 を 実 現 し て い る 。
３ 軸 シ リ コ ン 加 速 度 計 の 構 造
３ 軸 シ リ コ ン 加 速 度 計 の 外 観 市 場 性 や
今 後 の 計 画
こ の 製 品 の 主 な 用 途 は 産 業 機 器 、 自 動 車 、 ロ ボ ッ ト な ど で あ り 、 航 空 宇 宙 用 制 御 機 器 な ど き わ め て 高 い 信 頼 性 が 要 求 さ れ る 用 途 に 使 用 す る 場 合 は 、 同 社 へ の 相 談 が 必 要 で あ る 。
－ 共 同 研 究 先 や 助 成 元 特 記 事 項 －
TRL ４
(3) (株)ト キ メ ッ ク
技 術 名 回 転 式 マ イ ク ロ 慣 性 セ ン サ ー 「MESAG」
URL http://www.tokimec.co.jp/sensor/index.html
研 究 者 －
E-mail －
分 類 衛 星 バ ス 、 ロ ケ ッ ト 誘 導 制 御 用 途 姿 勢 軌 道 制 御
研 究 開 発 概 要
回 転 式 マ イ ク ロ 慣 性 セ ン サ ー は 、現 在 実 用 化 に 向 け て 開 発 が 進 め ら れ て い る ３ 軸 加 速 度/２ 軸 角 速 度 検 出 セ ン サ ー で あ る 。
MESAG:Micro Electrostatically Suspended Accelerometers and Gyro
MESAGは,直 径 1.5ミ リ の リ ン グ を 静 電 力 で 浮 上 さ せ 、こ れ を 超 高 速 で 回 転 さ せ る こ と に よ っ て 3方 向 の 加 速 度 と2方 向 の 角 速 度 を 同 時 に 計 測 す る 。角 速 度 の 検 出 は 通 常 の 高 精 度 ジ ャ イ ロ と 同 じ 原 理 の「 回 転 式 」で あ る が 、機 械 支 持 部 を 全 く 持 た な い の が 特 長 で あ る 。 ま た 、加 速 度 の 検 出 も 高 精 度 な サ ー ボ 型 で 、か つ 3方 向 の 加 速 度 を 同 時 に 計 測 で き る 特 長 を 持 っ て い る 。
MEMS技 術 を 使 っ た 回 転 型 ジ ャ イ ロ と し て は 世 界 初 で あ り 、一 つ で 3方 向 の 加 速 度 、2方 向 の 角 速 度 を 計 測 で き る MEMSセ ン サ ー は 他 に 例 の な い も の で あ る 。
市 場 性 や 今 後 の 計 画
こ れ が 実 用 化 さ れ る と 、 人 体 に も 装 着 で き る 「 ウ エ ア ラ ブ ル セ ン サ ー 」 や 、MESAG は 自 動 車 や ロ ボ ッ ト な ど あ ら ゆ る 移 動 体 の 姿 勢 や 運 動 状 態 を 計 測 す る セ ン サ ー と し て 利 用 で き る 。
現 在 同 社 で は 、MESAG の 更 な る 小 型 化 と 一 日 も 早 い 実 用 化 に 向 け て チ ャ レ ン ジ を 続 け て い る 。
1993年 に 基 礎 研 究 に 着 手 し 、1995年 か ら は 東 北 大 学 江 刺 正 喜 教 授 (1.2.3(1)参 照)ら と 共 に 、 超 小 型 化 に チ ャ レ ン ジ し て き て い る 。 NEDOの「 産 学 連 携 実 用 化 開 発 事 業 」に 係 る 補 助 事 業 と し て 開 発 助 成 金 を 受 け て い る ほ か 、文 部 科 学 省 の ミ レ ニ ア ム プ ロ ジ ェ ク ト か ら
「 革 新 的 な 技 術 開 発 」 に 選 定 さ れ た 。 共 同 研 究 先
や 助 成 元
特 記 事 項 －
TRL ４
(4) 三 菱 電 機(株)（1/3）
技 術 名 加 速 度 セ ン サ ー URL －
研 究 者 －
E-mail －
分 類 衛 星 バ ス 、 ロ ケ ッ ト 誘 導 制 御 用 途 姿 勢 軌 道 制 御
研 究 開 発 概 要
三 菱 電 機 は 、 可 動 質 量 体 に 加 速 度 が 作 用 し た と き の 変 位 量 を 固 定 電 極 と 可 動 電 極 の 静 電 容 量 変 化 と し て 捉 え 、C-V 変 換 ASIC を 介 し て 加 速 度 に 比 例 し た 検 出 信 号 を 得 る 1軸 の 加 速 度 セ ン サ ー を 開 発 し 、 製 品 化 し て い る 。 こ の セ ン サ ー は 、 重 力 加 速 度 を 検 出 で き る た め 傾 斜 角 セ ン サ ー と し て も 使 わ れ て い る 。
市 場 性 や
今 後 の 計 画
液 晶 プ ロ ジ ェ ク タ ー 、 カ ー ナ ビ ゲ ー シ ョ ン シ ス テ ム な ど に お い て 傾 斜 角 セ ン サ ー と し て 使 わ れ て い る 。
－ 共 同 研 究 先 や 助 成 元 特 記 事 項 － TRL ４
(4) 三 菱 電 機(株)（2/3）
技 術 名 非 冷 却 型 赤 外 線 セ ン サ ー
URL http://www.mitsubishielectric.co.jp/corporate/randd/list/device/i ndex.html
研 究 者 －
E-mail －
分 類 衛 星 ミ ッ シ ョ ン 用 途 光 学 セ ン サ ー 研 究 開 発 概
要
三 菱 電 機 は 、SOI（Silicon on Insulator） 基 板 上 の ダ イ オ ー ド を 温 度 セ ン サ ー と し て 利 用 し た 新 し い 方 式 の 非 冷 却 型 赤 外 線 イ メ ー ジ セ ン サ ー を 開 発 し 、 同 社 の 赤 外 線 カ メ ラ に 搭 載 し て い る 。 赤 外 線 イ メ ー ジ セ ン サ ー は も と も と 軍 用 に 開 発 さ れ た 技 術 で 、 夜 間 暗 視 装 置 や ミ サ イ ル ・ シ ー カ ー に 搭 載 さ れ て い た 。 従 来 の 冷 却 型 赤 外 線 イ メ ー ジ セ ン サ ー は 、暗 電 流 を 低 減 す る た め 液 体 窒 素 を 用 い て 77K程 度 ま で 冷 却 し な け れ ば な ら ず 、 バ ッ テ リ ー 寿 命 や 重 量 、 価 格 面 で 課 題 が 多 か っ た 。 三 菱 電 機 は 、 従 来 の 半 導 体 プ ロ セ ス と 同 じ 材 料 と 製 造 工 程 を 用 い て 作 製 さ れ る 赤 外 線 イ メ ー ジ セ ン サ ー を 開 発 し た 。 新 た に 開 発 し た イ メ ー ジ セ ン サ ー は 、640×480個 の 画 素 に 赤 外 線 を 吸 収 す る 層 と 反 射 さ せ る 層 を 3次 元 的 に 作 り こ み 、 対 象 物 か ら の 赤 外 線 放 出 を 常 温 で 効 率 的 に 検 出 す る 仕 組 み と な っ て い る 。 従 来 の 冷 却 型 赤 外 線 カ メ ラ に 比 べ て 、小 型 軽 量 化 、低 消 費 電 力 化 を 実 現 し て い る 。
市 場 性 や 今 後 の 計 画
赤 外 線 カ メ ラ に 、非 冷 却 型 赤 外 線 セ ン サ ー を 搭 載 し て 、監 視 ･火 災 検 知 等 用 の 非 冷 却 型 赤 外 線 カ メ ラ 「 サ ー マ ル イ メ ー ジ ャ 」 を 製 品 化 し て い る 。 従 来 の 冷 却 型 赤 外 線 カ メ ラ に 比 べ て 、 価 格 も 5分 の １ 程 度 に 下 げ る こ と が で き た 。
－ 共 同 研 究 先 や 助 成 元 特 記 事 項 － TRL ４
(4) 三 菱 電 機(株)（3/3）
技 術 名 RF-MEMS ス イ ッ チ
URL http://www.mitsubishielectric.co.jp/corporate/randd/list/device/i ndex.html
研 究 者 －
E-mail －
分 類 衛 星 バ ス 、 衛 星 ミ ッ シ ョ ン
用 途 電 波 通 信
三 菱 電 機 は 2005 年 2 月 、 高 周 波 数 帯 域 用 経 路 切 り 換 え を 可 能 に す る RF-MEMS ス イ ッ チ を 開 発 し た 。MEMS ス イ ッ チ で は 駆 動 電 極 と 信 号 線 路 を 分 離 し 、 通 過 状 態 で 交 流 抵 抗 を 抑 制 す る こ と で 、 直 流 か ら 100GHzま で の 広 範 囲 に わ た っ て 、低 損 失 と 高 い 遮 断 性 能 を 実 現 し た 。 ま た 、 通 過 状 態 と 短 絡 状 態 を 切 り 替 え る ス イ ッ チ と 組 み 合 わ せ る こ と で 、信 号 漏 れ を 従 来 の-20dBか ら-40dB ま で 10 分 の 1 に 抑 え る こ と を 実 現 し た 。 こ の ほ か に も 駆 動 電 極 と 信 号 線 路 の 共 通 化 、 構 成 部 位 の 金 属 化 な ど に よ り 、6GHz 程 度 ま で の 低 周 波 数 帯 域 用 の 小 型 MEMS ス イ ッ チ も 開 発 し た 。
研 究 開 発 概 要
MEMS RF-ス イ ッ チ の SEM 図
MEMS RF-ス イ ッ チ の 構 造
Si Substrate SiN
Ground Metal Ground Line Signal Line
Ground Line
Driving Electrode
Driving Electrode SiNmembrane
(a) ‘ON’ state (Up-state position)
(b) ‘OFF’ state (Down-state position)
市 場 性 や 今 後 の 計 画
今 後 、 超 小 型 の 無 線 や ミ リ 波 帯 の フ ェ
ー ズ ド ア レ イ ア ン テ ナ の 実 用 化 を 目 指 す 。
装 置 を 開 発 し 、RF セ ン サ ー
共 同 研 究 先 や 助 成 元
宇 宙 利 用 に 関 し て は 、USEF の 平 成 22 年 に 打 上 げ 予 定 の SERVIS ２ 号 機 で 宇 宙 実 証 を 行 う 計 画 で あ る 。(1.2.1 (4)参 照)
特 記 事 項 － TRL ５
(5) 三 菱 重 工 業(株)
技 術 名 マ イ ク ロ マ シ ン 加 工 技 術 URL
研 究 者 －
E-mail －
分 類 衛 星 バ ス 、 衛 星 ミ ッ シ ョ ン
用 途 製 造 技 術
研 究 開 発 概 要
三 菱 重 工 業 は 、 宇 宙 適 用 に 向 け て 、MHI 製 の 銅 配 線 装 置 や 常 温 接 合 装 置 を 使 用 し た MEMS マ イ ク ロ ホ ー ル 貫 通 配 線 形 成 技 術 、 MEMS ナ ノ 精 度 位 置 決 め ･接 合 技 術 な ど の マ イ ク ロ マ シ ン 加 工 技 術 の 開 発 を 行 っ て い る 。
マ ル チ バ ン プ に よ る MEMSマ ル チ 接 続 技 術
MEMS に よ る ウ エ ハ ー 層 間 接 続(マ イ ク ロ ホ ー ル)技 術 市 場 性 や
今 後 の 計 画
JAXA 宇 宙 科 学 研 究 本 部 の 将 来X線 天 文 観 測 衛 星 用 マ イ ク ロ カ ロ リ メ ー タ 開 発 等 に 適 用 を 行 っ て い く 。
JAXA 宇 宙 科 学 研 究 本 部 と 共 同 研 究 を 行 っ て い る 。 共 同 研 究 先
や 助 成 元 特 記 事 項 －
TRL ４
(6) IHI エ ア ロ ス ペ ー ス(株) 技 術 名 赤 外 セ ン サ ー URL －
研 究 者 －
分 類 衛 星 ミ ッ シ ョ ン 用 途 光 学 セ ン サ ー 研 究 開 発
概 要
IHI エ ア ロ ス ペ ー ス は 、 物 体 を 非 接 触 で 高 速 に 検 出 で き る 赤 外 線 セ ン サ ー(サ ー モ パ イ ル 型)を 開 発 し 、商 品 化 し て い る 。熱 型 と し て は 1ｍ 秒 以 下 と い う 国 内 最 高 の 応 答 速 度 を 達 成 し て い る 。
こ の セ ン サ ー は 、Si 半 導 体 マ イ ク ロ マ シ ニ ン グ 技 術 に よ り 、 多 数 の 熱 伝 対 と 熱 吸 収 膜 で 構 成 し た 、 常 温 使 用 可 能 な 赤 外 セ ン サ ー で あ る 。 多 素 子 化 も 可 能 で あ る 。
セ ン サ ー 外 観
セ ン サ ー 構 造
市 場 性 や 今 後 の 計 画
主 と し て 防 衛 機 器 用 に 開 発 さ れ た 。 宇 宙 用 途 に つ い て は 検 討 中 で あ る 。
－ 共 同 研 究 先 や 助 成 元
特 記 事 項 －
TRL ４
(7) 日 立 金 属(株)
技 術 名 人 工 衛 星 搭 載 地 磁 気 セ ン サ ー 用 リ ン グ コ ア
URL http://www.hitachi-metals.co.jp/prod/prod02/pdf/hl-fm9-d.pdf
研 究 者 －
E-mail －
分 類 衛 星 バ ス
用 途 姿 勢 軌 道 制 御 研 究 開 発
概 要
日 立 金 属(株)は 、 衛 星 用 地 磁 気 セ ン サ ー に 従 来 使 用 さ れ て い た パ ー マ ロ イ 製 リ ン グ コ ア を ナ ノ 結 晶 化 合 金 「 フ ァ イ ン メ ッ ト 」 リ ン グ コ ア に 置 き 換 え る こ と で 、 小 型 ・ 高 性 能 化 で き る 可 能 性 が あ る こ と か ら 、 リ ン グ コ ア の 小 型 化 （ 外 径 20mm）、 高 性 能 化 の 試 作 検 討 を 行 っ た 。(＊)
「 フ ァ イ ン メ ッ ト 」 を 用 い て 衛 星 搭 載 用 フ ラ ッ ク ス ゲ ー ト 型 磁 気 セ ン サ ー の リ ン グ コ ア を 製 作 し 、 感 度 、 ノ イ ズ 密 度 な ど の セ ン サ ー の 諸 特 性 を 測 定 し た と こ ろ 、 従 来 型 の 衛 星 用 磁 気 セ ン サ ー よ り も 低 ノ イ ズ 、 良 好 な 温 度 特 性 を 有 す る こ と が 明 ら か に な っ た 。
「 フ ァ イ ン メ ッ ト 」 は 日 立 金 属 が 1988 年 に 世 界 に 先 駆 け て 開 発 し た 超 微 結 晶 組 織 を 有 す る 新 軟 磁 性 材 料 で あ る 。 一 般 に は 、 ナ ノ 結 晶 軟 磁 性 材 料 と も 呼 ば れ て お り 、 ア モ ル フ ァ ス 合 金 を 結 晶 化 さ せ 、 製 造 す る 。「 フ ァ イ ン メ ッ ト 」は 既 存 の 軟 磁 性 材 料 に 比 べ 、高 い 飽 和 磁 束 密 度 か つ 高 い 透 磁 率 を 両 立 し 、 軟 磁 性 材 料 と し て 理 想 的 な 特 性 を 実 現 す る 。 キ ュ リ ー 点 も 570℃ と パ ー マ ロ イ の 480℃ や 、 ア モ ル フ ァ ス の 200～400℃ な ど よ り 高 い こ と か ら 、 耐 熱 性 、 温 度 安 定 性 に も 優 れ た フ ラ ッ ク ス ゲ ー ト 型 磁 気 セ ン サ ー が 得 ら れ る こ と が 期 待 さ れ 、 水 星 ・ 金 星 軌 道 上 で の 高 温 環 境 に お い て も 高 精 度 な 磁 場 観 測 が 可 能 に な る こ と が 期 待 さ れ る 。
フ ァ イ ン メ ッ ト （ 商 標 ： 日 立 金 属(株)）
市 場 性 や 今 後 の 計 画
－
(＊)旧 NASDA か ら の 業 務 委 託 に よ り 、 磁 力 計 メ ー カ ー で あ る 明 星 電 気(株)の 協 力 の も と に 開 発 し た 。
共 同 研 究 先 や 助 成 元 特 記 事 項 － TRL ４
1.2.3 大 学
(1) 東 北 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科(1/2) 技 術 名 パ ッ ケ ー ジ ン グ ・ 無 線 ・ セ ン サ ー
URL http://www.mems.mech.tohoku.ac.jp/esashilab/research.html 研 究 者 江 刺 正 喜 教 授 、 田 中 秀 治 准 教 授
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分 類 衛 星 バ ス
用 途 姿 勢 軌 道 制 御 研 究 開 発
概 要
IC加 工 技 術 に 基 づ く マ イ ク ロ マ シ ニ ン グ を 用 い て 、圧 力 、加 速 度 、 角 速 度 な ど を 測 定 す る 超 小 形 セ ン サ ー を 開 発 し て い る 。こ れ ら は IC と 同 様 に シ リ コ ン ウ エ ハ ー 上 に 多 数 、 一 括 製 作 さ れ る 。 シ リ コ ン ウ エ ハ ー の 段 階 で ガ ラ ス ウ ェ ハ で 蓋 を し 、最 後 に 個 々 の チ ッ プ に 切 り 分 け る こ と に よ っ て 超 小 形 セ ン サ ー は パ ッ ケ ー ジ ン グ さ れ た 状 態 で 完 成 す る 。 こ の 製 作 法 は 、 チ ッ プ 毎 の 組 立 工 程 が 不 要 な の で 、 多 品 種 ・ 少 量 生 産 に 適 し て お り 、 信 頼 性 や テ ス ト コ ス ト の 点 で 有 効 で あ る 。
こ れ ま で に 、ICを 内 蔵 し た 集 積 化 圧 力 セ ン サ ー 、真 空 基 準 圧 室 を 有 す る 真 空 セ ン サ ー 、エ ア バ ッ ク 制 御 用 加 速 度 セ ン サ ー な ど を 開 発 し 、 一 部 製 品 化 も 行 っ て き て い る 。 静 電 浮 上 回 転 マ イ ク ロ ジ ャ イ ロ は そ の 一 例 で あ る 。 内 部 で は 、 直 径 1.5mm の リ ン グ 状 ロ ー タ が 静 電 力 に よ っ て 浮 上 ・ 回 転 し て お り 、 高 速 デ ジ タ ル 制 御 し て 、 毎 分 70,000回 転 さ せ て い る 。慣 性 力 に よ る 動 き の 変 化 を 打 ち 消 す よ う に フ ィ ー ド バ ッ ク 制 御 を か け る こ と で 、そ の 制 御 信 号 か ら 慣 性 力 を 知 る こ と が で き る 。こ の ジ ャ イ ロ は 、２ 軸 の 回 転 と 3方 向 の 加 速 度 と を 高 精 度 に 同 時 計 測 で き る 。
そ の 他 に は 、 情 報 通 信 や 半 導 体 製 造 に 関 係 す る 重 要 部 品 と し て 、 各 種 の マ イ ク ロ デ バ イ ス を 製 作 し て い る 。 た と え ば 、 無 線 通 信 用 高 周 波 振 動 子 、 光 通 信 用 光 ス イ ッ チ 、LSI 検 査 用 マ イ ク ロ プ ロ ー バ を 開 発 し て い る 。 ま た 、 こ れ ら の マ イ ク ロ デ バ イ ス に 共 通 の 要 素 と し て 、 ガ ラ ス 板 に 細 い 貫 通 孔 を 開 け 、 そ れ ら を め っ き で 埋 め 配 線 と し た 貫 通 配 線 付 ガ ラ ス を 開 発 し て い る 。
ガ ラ ス 貫 通 配 線
情 報 通 信 や 半 導 体 製 造 に 関 係 す る 重 要 部 品 と し て 、各 種 の マ イ ク ロ デ バ イ ス を 製 作 し て い る 。 た と え ば 、 無 線 通 信 用 圧 電 薄 膜 高 周 波 振 動 子 、高 周 波 用 リ レ ー 、LSI 検 査 用 マ イ ク ロ プ ロ ー バ な ど で あ る 。
容 量 型 パ ラ レ ル し ゃ ん と ス イ ッ チ μ メ カ ニ カ ル 共 振 子 市 場 性 や
今 後 の 計 画
－
共 同 研 究 先 や 助 成 元
静 電 浮 上 回 転 マ イ ク ロ ジ ャ イ ロ は 、自 律 移 動 機 械 な ど の ナ ビ ゲ ー シ ョ ン 用 と し て 企 業(1.2.2(3)参 照)と 共 同 開 発 し た も の で あ る 。 特 記 事 項 －
TRL 静 電 浮 上 回 転 マ イ ク ロ ジ ャ イ ロ ４
(1) 東 北 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科(2/2) 技 術 名 マ イ ク ロ ス ラ ス タ ー
URL http://www.mems.mech.tohoku.ac.jp/esashilab/research.html 研 究 者 田 中 秀 治 準 教 授
E-mail －
分 類 衛 星 バ ス
用 途 姿 勢 軌 道 制 御 研 究 開 発
概 要
10kg 級 の 超 小 形 人 工 衛 星 の 姿 勢 制 御 に 用 い る 固 体 ロ ケ ッ ト ア レ イ ス ラ ス タ を JAXA-ISAS と 共 同 開 発 し て い る 。 大 き さ 1mm 程 度 の 微 小 な チ ャ ン バ と ノ ズ ル が 2次 元 ア レ イ 状 に 並 ん だ 構 造 。 各 チ ャ ン バ に は 火 薬 が 入 っ て お り 、 そ の 下 部 に 形 成 さ れ た ダ イ ア フ ラ ム 上 に 火 薬 を 発 火 さ せ る た め の マ イ ク ロ ヒ ー タ が 形 成 さ れ て い る 。 火 薬 が 発 火 す る と 、チ ャ ン バ 内 の 圧 力 が 上 昇 し て ダ イ ア フ ラ ム を 破 壊 し 、 ノ ズ ル を 通 し て 推 力 を 与 え る 。 そ れ ぞ れ の 火 薬 を デ ジ タ ル 制 御 で き る の で 、 推 力 を 精 密 に 調 整 す る こ と が で き る 。
市 場 性 や 今 後 の 計 画
－
東 北 大 、ISAS、 日 油 技 研 の 共 同 研 究 共 同 研 究 先
や 助 成 元 特 記 事 項 －
TRL ４
(2) 東 京 大 学 生 産 技 術 研 究 所 （1/3）
技 術 名 光 学 MEMS
URL http://toshi.iis.u-tokyo.ac.jp/toshilab/?Top%20Page 研 究 者 年 吉 洋 教 授
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分 類 衛 星 ミ ッ シ ョ ン 用 途 光 通 信 、 光 セ ン サ ー 研 究 開 発
概 要
電 磁 気 的 に 作 動 す る フ ァ イ バ ー オ プ テ ィ ク ス ･ス イ ッ チ を 開 発 す す る た め 、 静 電 型 ス イ ッ チ の 改 善 を 行 っ た 。 ミ ラ ー に 磁 気 FeNi フ ィ ル ム を 貼 り 付 け 磁 界 中 で 制 御 可 能 と し 、自 己 ア ラ イ ン メ ン ト 技 術 に よ り ミ ラ ー に V字 溝 を 形 成 し た 。よ り 早 い ス イ ッ チ ン グ 速 度 と 挿 入 損 失 の 低 減 を 図 る た め 全 体 の 寸 法 は 低 減 さ れ た 。 ミ ラ ー は 、 外 部 か ら の 定 常 的 な エ ネ ル ギ ー 供 給 無 し で 、オ ン 又 は オ フ 状 態 に ラ ッ チ で き る 。
静 電 ト ー シ ョ ン ミ ラ ー を 使 っ た OXCの 構 造
マ イ ク ロ 加 工 さ れ た ト ー シ ョ ン ミ ラ ー の バ ル ク 及 び 表 面 市 場 性 や
今 後 の 計 画
－
－ 共 同 研 究 先 や 助 成 元
特 記 事 項 こ の 研 究 は 、 必 ず し も 宇 宙 を 目 指 し た も の で は な い が 、 そ の 技 術 は 宇 宙 利 用 へ の 発 展 性 が 期 待 で き る 。
TRL ４
(2) 東 京 大 学 生 産 技 術 研 究 所 （2/3）
技 術 名 RF-MEMS バ ン ド パ ス フ ィ ル タ
URL http://toshi.iis.u-tokyo.ac.jp/toshilab/?Top%20Page 研 究 者 年 吉 洋 教 授
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分 類 衛 星 ミ ッ シ ョ ン
用 途 電 波 通 信
研 究 開 発 概 要
従 来 の RF-MEMS 技 術 に よ る バ ン ド パ ス フ ィ ル タ の ほ と ん ど は 、 振 動 子 の 励 振/検 出 と も に 静 電 容 量 結 合 を 用 い て い る 。と こ ろ が 、デ バ イ ス サ イ ズ が 小 さ く な る と 、 振 動 １ 回 あ た り に 発 生 す る 電 荷 が 小 さ く な り 、 信 号 の 検 出 が 大 変 難 し く な る 。 そ こ で 本 研 究 で は 、 マ イ ク ロ ／ ナ ノ メ カ 振 動 子 の 検 出 方 法 と し て 、 真 空 中 を 飛 ぶ フ ィ ー ル ド ・ エ ミ ッ シ ョ ン （ 電 界 放 出 ） 電 子 を 空 間 的 に 変 調 す る 方 式 を 研 究 し て い る 。
MEMS 共 振 器
最 初 の 検 証 と し て 、 シ リ コ ン マ イ ク ロ マ シ ニ ン グ に よ り 製 作 し た シ リ コ ン 製 チ ッ プ か ら の 電 界 放 出 現 象 を 確 認 し た 。SOIウ エ ハ ー を DRIE に よ っ て マ イ ク ロ ブ リ ッ ジ 形 状 に 加 工 し た 後 に 、 ウ ェ ッ ト エ ッ チ ン グ に よ っ て １ 対 の シ リ コ ン テ ィ ッ プ に 追 加 工 す る 。
フ ィ ー ル ド ・ エ ミ ッ シ ョ ン ・ テ ィ ッ プ 市 場 性 や
今 後 の 計 画
－
－ 共 同 研 究 先 や 助 成 元
特 記 事 項 こ の 研 究 は 、 必 ず し も 宇 宙 を 目 指 し た も の で は な い が 、 そ の 技 術 は 宇 宙 利 用 へ の 発 展 性 が 期 待 で き る 。
TRL ４
(2) 東 京 大 学 生 産 技 術 研 究 所 （3/4）
技 術 名 量 子 ド ッ ト
URL http://www.qdot.iis.u-tokyo.ac.jp/index.html 研 究 者 荒 川 泰 彦 研 究 室
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分 類 衛 星 バ ス 、 衛 星 ミ ッ シ ョ ン 用 途 光 通 信 、 光 セ ン サ ー 、 他 研 究 開 発
概 要
量 子 ド ッ ト と は 、 あ る 物 質(例 InAs)を 別 の 物 資(例 GaAs)で 覆 っ て 自 由 電 子 を ３ 方 向 か ら 閉 じ 込 め た 、ナ ノ メ ー ト ル サ イ ズ の 微 小 領 域 の こ と で あ る 。こ れ に よ り 電 子 は 原 子 中 と 同 様 な 離 散 的 な エ ネ ル ギ ー を 持 つ こ と に な り 、 量 子 ド ッ ト の 形 や サ イ ズ を 変 え る こ と で 、 電 子 の エ ネ ル ギ ー を 変 え る こ と が で き る 。
量 子 ド ッ ト は 、1982年 に 荒 川 教 授 と 榊 教 授 に よ っ て 提 案 さ れ 、荒 川 研 究 室 は そ の 分 野 で 世 界 の 最 先 端 を 走 り 続 け て い る 。
現 在 考 え ら れ て い る 応 用 分 野 は 以 下 の と お り で あ る 。
① 量 子 ド ッ ト レ ー ザ ー
電 子 と 正 孔 を 狭 い 領 域 に 閉 じ 込 め る こ と に よ り 利 得 ス ペ ク ト ル の 幅 を 狭 く で き 、 高 い ピ ー ク を 得 る こ と が で き る 。
② 量 子 ド ッ ト 光 増 幅 器
高 光 パ ワ ー 出 力 増 幅 、 広 波 長 帯 域 増 幅 が 可 能 と な る 。
③ 量 子 暗 号 通 信
量 子 力 学 の 原 理 を 利 用 し た 、鍵 の 盗 難 が 絶 対 不 可 能 な 通 信 方 法 で あ る 。
④ 量 子 コ ン ピ ュ ー タ
量 子 力 学 的 な 重 ね 合 わ せ を 利 用 し て 並 列 計 算 を 行 う こ と が で き 、 次 世 代 の コ ン ピ ュ ー タ で あ る
市 場 性 や 今 後 の 計 画
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－ 共 同 研 究 先 や 助 成 元
特 記 事 項 こ の 研 究 は 、 必 ず し も 宇 宙 を 目 指 し た も の で は な い が 、 そ の 技 術 は 宇 宙 利 用 へ の 発 展 性 が 期 待 で き る 。
１ ～ ２ TRL
(2) 東 京 大 学 生 産 技 術 研 究 所 （4/4）
技 術 名 フ ォ ト ニ ク ス 結 晶
URL http://www.qdot.iis.u-tokyo.ac.jp/index.html 研 究 者 荒 川 泰 彦 研 究 室
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分 類 衛 星 バ ス 、 衛 星 ミ ッ シ ョ ン 用 途 光 通 信 、 光 セ ン サ ー
研 究 開 発 概 要
フ ォ ト ニ ク ス 結 晶 と は 、光 の 波 長 と 同 程 度 の 周 期 を 持 つ 屈 折 率 分 布 の あ る 構 造 を 内 部 に 有 す る 人 口 光 学 結 晶 の こ と で あ り 、高 度 な ナ ノ テ ク ノ ロ ジ ー を 駆 使 し て 作 ら れ る 結 晶 で あ る 。
う ま く 設 計 す れ ば 、光 を 好 き な 方 向 に 導 い た り 閉 じ 込 め る こ と さ え も で き る 。
フ ォ ト ニ ク ス 結 晶 の 強 い 光 閉 じ 込 め 効 果 や 波 長 依 存 性 を 利 用 し て 、 非 常 に 小 さ い ス イ ッ チ 等 の 光 素 子 や 光 回 路 、 ま た コ ン パ ク ト な 光 パ ル ス の 整 形 ・ 修 復 素 子 が 実 現 で き る 。 こ れ ら の 回 路 や 素 子 は 光 通 信 ネ ッ ト ワ ー ク の 機 能 を 大 幅 に 高 め る こ と が で き る 。
市 場 性 や 今 後 の 計 画
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－ 共 同 研 究 先 や 助 成 元
特 記 事 項 こ の 研 究 は 、 必 ず し も 宇 宙 を 目 指 し た も の で は な い が 、 そ の 技 術 は 宇 宙 利 用 へ の 発 展 性 が 期 待 で き る 。
１ ～ ２ TRL
(3) 京 都 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 技 術 名 シ リ コ ン ナ ノ サ テ ラ イ ト
URL http://www.kuaero.kyoto-u.ac.jp/laboratory/promote/promote.ht m#1
研 究 者 斧 高 一 教 授 、 他 E-mail －
分 類 衛 星 バ ス
用 途 姿 勢 軌 道 制 御 研 究 開 発
概 要
シ リ コ ン ナ ノ サ テ ラ イ ト は 、マ イ ク ロ エ レ ク ト ロ ニ ク ス と MEMS の 混 載 デ バ イ ス の 一 つ と も い う こ と が で き 、 衛 星 に 必 要 な 電 子 的 ・ 機 械 的 な 機 能 の ほ と ん ど 全 て を 1～2枚 の シ リ コ ン 基 板 上 に 作 り 込 ん で 超 小 型 ・ 高 機 能 衛 星 を 構 成 す る も の で あ る 。
シ リ コ ン ナ ノ サ テ ラ イ ト 構 想 図
本 研 究 で は 、 ま ず ス ラ ス タ ー に 関 し て 、 こ れ ま で 推 進 機 に は 用 い ら れ る こ と の な か っ た 表 面 波 励 起 プ ラ ズ マ を 利 用 し て 次 世 代 の 超 小 型 ・ 高 機 能 衛 星 に 搭 載 可 能 な マ イ ク ロ ス ラ ス タ ー の 研 究 開 発 を 行 っ て い る 。
プ ラ ズ マ 生 成 実 験 と マ イ ク ロ プ ラ ズ マ ス ラ ス タ の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 市 場 性 や
今 後 の 計 画
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－ 共 同 研 究 先 や 助 成 元 特 記 事 項 －
TRL マ イ ク ロ プ ラ ズ マ ス ラ ス タ ー ３
(4) 豊 橋 技 術 科 学 大 学 電 気 電 子 工 学 専 攻 技 術 名 MEMSセ ン サ ー
URL http://www.dev.eee.tut.ac.jp/ishidalab/index_j.html 研 究 者 石 田 誠 教 授
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分 類 衛 星 バ ス
用 途 姿 勢 軌 道 制 御 研 究 開 発
概 要
石 田 教 授 ら の グ ル ー プ で は 、 基 板 材 料 に バ ル ク シ リ コ ン 、 な ら び に SOI基 板 を 用 い 、信 号 処 理 回 路 と 微 小 機 械 素 子 を 一 体 化 す る こ と に よ っ て 各 種 の 高 性 能 セ ン サ ー を 実 現 す る こ と を 目 指 し て い る 。 CMOS 信 号 処 理 集 積 回 路 と 一 体 化 し た ３ 次 元 シ リ コ ン 加 速 度 セ ン サ ー も そ の 一 例 で あ る 。 そ の 他 、 高 温 環 境 下 や 放 射 線 環 境 に 有 利 な SOI技 術 を 用 い て 、高 温 用 3軸 加 速 度 セ ン サ ー や 圧 力 セ ン サ ー を 試 作 し 、 そ の 耐 高 温 環 境 性 の 高 さ を 実 証 し て い る 。
市 場 性 や 今 後 の 計 画
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－ 共 同 研 究 先 や 助 成 元 特 記 事 項 －
TRL ５
(5) 九 州 大 学 大 学 院 工 学 府 航 空 宇 宙 工 学 専 攻(1/4)
技 術 名 新 世 代 ロ ケ ッ ト 燃 料 と し て の 金 属 ナ ノ 粒 子 の 生 成 と 応 用 URL http://www.aero.kyushu-u.ac.jp/aml/index-j.html 研 究 者 極 限 物 理 工 学 研 究 室 永 山 邦 仁 教 授 、 高 橋 厚 史 助 教 授 E-mail －
分 類 衛 星 バ ス
用 途 姿 勢 軌 道 制 御 研 究 開 発
概 要
ナ ノ サ イ ズ の 微 粒 子 は 、 比 表 面 積 が 大 き い た め 反 応 性 が 高 く 、 か つ バ ル ク 物 質 と は 異 な る 物 性 の 発 現 が 期 待 さ れ て お り 、多 く の 物 質 は ナ ノ サ イ ズ に す る こ と で 高 エ ネ ル ギ ー 物 質 （ 火 薬 ） と な る 可 能 性 が あ る 。な か で も 金 属 ナ ノ 粒 子 次 世 代 固 体 燃 料 と し て の 応 用 が 期 待 さ れ る 。本 研 究 で は パ ル ス レ ー ザ ア ブ レ ー シ ョ ン 法 に よ る 金 属 試 料 の 瞬 間 蒸 発 ・ 冷 却 過 程 で ナ ノ 粒 子 を 生 成 し 、 基 板 に 薄 膜 状 に 堆 積 さ せ た も の を 用 い て 燃 焼 実 験 を 行 っ て い る 。
ナ ノ 粒 子 の 電 子 顕 微 鏡 写 真 ロ ケ ッ ト 燃 焼 実 験 市 場 性 や
今 後 の 計 画
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－ 共 同 研 究 先 や 助 成 元 特 記 事 項 － TRL ３
(5) 九 州 大 学 大 学 院 工 学 府 航 空 宇 宙 工 学 専 攻(2/4) 技 術 名 マ イ ク ロ ス ラ ス タ ー
URL http://www.aero.kyushu-u.ac.jp/aml/index-j.html 研 究 者 極 限 物 理 工 学 研 究 室 永 山 邦 仁 教 授 、 高 橋 厚 史 助 教 授 E-mail －
分 類 衛 星 バ ス
用 途 姿 勢 軌 道 制 御 研 究 開 発
概 要
液 体 蒸 発 型 マ イ ク ロ ス ラ ス タ ー を 作 製 し た 。マ イ ク ロ チ ャ ン バ ー 内 に 送 ら れ た 液 体 が 、ヒ ー タ ー に よ っ て 蒸 発 さ せ ら れ マ イ ク ロ ノ ズ ル か ら 噴 出 す る と い う 仕 組 で あ る 。 ま た 、 過 酸 化 水 素 水 の 分 解 反 応 を 利 用 し た マ イ ク ロ ス ラ ス タ ー を 研 究 し て い る 。 過 酸 化 水 素 水 は 、 実 際 の 人 工 衛 星 で 利 用 さ れ て い る ヒ ド ラ ジ ン よ り も マ イ ク ロ マ シ ン 材 料 と 適 合 し て い る 。ま た 不 活 性 推 進 剤 を 用 い る よ り も 少 な い 電 力 で 推 力 を 発 生 す る こ と が で き る 。マ イ ク ロ チ ャ ン ネ ル 中 で の 触 媒 の 働 き を 探 求 し な が ら こ れ ら の 開 発 を 進 め て い る 。
液 体 蒸 発 型 マ イ ク ロ ス ラ ス タ ー 過 酸 化 水 素 水 マ イ ク ロ ス ラ ス タ ー
市 場 性 や 今 後 の 計 画
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－ 共 同 研 究 先 や 助 成 元 特 記 事 項 － TRL ３
