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2012年06月 のアーカイブ

2012年6月30日 18時54分03秒 (Sat)

宇宙・航行エレクトロニクス研究会(5)

 電子情報通信学会、宇宙・航行エレクトロニクス研究会では、小型衛星の開発について、いくつかの機関から状況報告がありました。

JAXAからは、SDS-4の報告がありました。これは2012年5月18日に打ち上げられた、50 kg程度の小型衛星です。この衛星のミッションは4つあり、船舶自動識別実験、平板型ヒートパイプの性能評価、水晶発振式微小天秤、熱制御材実証実験です。このうち、興味深いのは、船舶自動識別実験です。
最近の船舶は、AISと呼ばれる識別信号の発振が義務付けられています。
これを宇宙で受信して、不審船を監視しようというものです。
このような動きは世界中であり、ヨーロッパやアメリカでも小型衛星を使って監視をしています。
日本もようやくそのようなことを始めたか、という感じです。日本近海では、中国、ロシア、北朝鮮などの不審船などが多いので、もっと早くから手を付けるべきではなかったかと思います。ただ、JAXAは不審船の監視に義務はないので、別の機関が考えるべきものと思います。

日本大学からは、平成25年度に打ち上げ予定のSPROUT衛星の報告がありました。大きさは20cm角の立方体で、6.7 kgです。この衛星の面白いところは、膜面の展開実験です。私も小型衛星に取りつける大型の展開構造物を研究したことがあり、この分野には興味があります。
いろいろな展開方式を地上実験でやっていますが、無重力・真空中でやると違う結果になりそうでどうなるか楽しみな研究です。また、アウトリーチミッションとして、アマチュア無線を使って衛星カメラで撮像を一般人が楽しむことができるそうです。私はアマチュア無線をやっていませんが、やっている方はぜひ試して頂ければと思います。

東北大学からは2013年打ち上げ予定のRISING-2の報告がありました。地球規模での災害発生箇所の撮像、積乱雲観測、高高度放電発行現象の観測がミッションです。大きさは50cm角、43 kgで、JAXAのSDS-4と同じくらいです。

UNIFORMというプロジェクトの報告がありました。これも小型衛星で、50 cm角、50 kgで、3機製造する予定になっています。このプロジェクトでは、海外を含めた人材育成も目指しており、ミッションとしては森林火災への対応としています。
今年9月には宇宙ステーションから衛星の切り離し実験が計画されています。
国際協力、地上系を含んだプロジェクトであり、多くの衛星、国を巻き込んで今後どのように発展していくか見ものです。

超小型天文衛星であるNano-JASMINEの報告がありました。これも50 cm角の衛星で35 kgです。この衛星では、全店の星の位置決定をミッションにしています。このため、精密な姿勢制御が要求されますが、そのときに問題となるのが磁気の影響だそうです。これを以下に補償するかが課題ということです。

「ほどよし」衛星プロジェクトから光通信ミッション、Xバンドダウンリンクアンテナ、高速ダウンリンク通信用GaN増幅器について報告がありました。ほどよしというのは、これまでの宇宙開発があまりにも厳密な品質管理・リスク管理を要求してきたためにコストの増大を招いたとして、それらの緩和を行うことで安価にプロジェクトを行ってはどうかということで、東大の中須賀先生が提唱されたものです。いずれも小型衛星をこれから使っていく上で必要になってくる技術と思われます。

(つづく)

2012年6月30日 18時51分37秒 (Sat)

宇宙・航行エレクトロニクス研究会(4)

 電子情報通信学会、宇宙・航行エレクトロニクス研究会では、準天頂衛星に関連した報告が、私のものも含めて3件ありました。

準天頂衛星「みちびき」は、2010年9月11日に種子島から打ちあがった日本初の測位衛星です。
GPSを補完・補強しながら、GPSだけで測位するよりも精度が上がり、ビルの谷間のようにGPS信号が受かりにくいところでも「みちびき」からの信号を使うことによって測位できるようになりました。

はじめの報告はJAXAのLEXという補強信号についてでした。LEX信号というのは、電離層の状態や、他のGPS衛星の正確な位置や時計誤差を放送することで、GPSを使った測位をしているときもその精度をあげるための補強信号です。この信号に、他のシステム、例えばロシアのGLONASSの情報も入れるなどのことが考えられています。
現在、2020年までに日本も実用準天頂衛星を整備して、「みちびき」を含めて4機体制で、常に4機のうちの1機が日本上空にあって、測位に貢献するシステムを作るという2011年9月の閣議決定を受けて、準備が進められていますが、LEXの仕様検討が進んでいません。これが進まないと、国内の受信機メーカーも動きようがなく、困っているといいます。JAXAがいうように、LEXによる補強の効果はすでに十分実証されているので、早く実用衛星で使うLEXの仕様を決める作業を進めていただきたいと思います。

2つ目の報告は情報通信研究機構(NICT)からで、搭載原子時計、測位信号、GPS時刻、NICTが管理している準天頂衛星基準時刻の相互の時刻比較の話題です。
当初、準天頂衛星の基準時刻はNICTが管理する協定世界時UTC(NICT)ということでした。これは、GPSの基準時刻が米国海軍天文台が管理する協定世界時UTC(USNO)になっている、というもののアナロジーでした。それが、いろいろないきさつがあって、現在はGPS時刻になっています。
実用準天頂衛星の時刻管理にもNICTは関与すると思われますが、米国の海軍天文台のような位置づけにはならないように思われます。実用準天頂衛星を運用する機関は、準天頂衛星では、時刻の管理というものが極めて重要なので、よく注意して基準時刻の管理ができるようにしてほしいと思います。

3つ目は私からの報告で、「擬似時計技術」の実証実験の話です。この実証実験は、まずまずの成果を上げることができ、今後、準備をきちんとすれば十分実用化できる、と判断しています。
まだ未完ですが、「擬似時計技術開発物語」も書いていますので参考にしていただけると嬉しいです。擬似時計は、準天頂衛星に搭載する原子時計の代わりに、地上から時刻の情報を持った信号を送ってそれに衛星上の水晶時計をロックさせる電波時計にしよう、というものです。原子時計は国内で作ることができないので、海外からの調達になり、不具合があっても状況がわからないといいます。擬似時計は国内技術であり、たとえ不具合があっても迅速な対応ができます。また、基本的に地上から水晶時計を制御するので、地上局で対応できることがほとんどです。
このようなことから、実用準天頂衛星でも擬似時計技術を準備しておくことが望まれると考えています。

(つづく)

2012年6月30日 18時49分26秒 (Sat)

宇宙・航行エレクトロニクス研究会(3)

電子情報通信学会、宇宙・航行エレクトロニクス研究会では、「はやぶさ」や「はやぶさ2」の話題もありました。

「はやぶさ」というと、映画も3本公開され、奇跡的な帰還に注目されていますが、「はやぶさ」がもたらした科学的な成果についてはそれほど知られていないのではないでしょうか。

小惑星イトカワから取得された岩石の破片が、なぜ科学的に重要かわかりますか?
イトカワは45億年前、太陽系ができるときに溶けずに残った岩石でできているから重要なのです。
例えば、地球もそのような岩石でできていますが、一度溶けてしまっていて、その頃のままの岩石はありません。だから、イトカワの岩石を岩石を調べると、太陽系ができた当時のことがわかる可能性があるのです。

現在、2014年に「はやぶさ2」の打ち上げが計画されています。今度は、小惑星でもC型と呼ばれる、1999JU3という星に行きます。ちなみに、イトカワはS型と呼ばれる星で、岩石でできていました。1999JU3には炭素が含まれており、有機物や水の探査が行われ、生命の起源を知ることができるらしいです。それは、太陽系の起源以上に興味深いテーマです。
成功を期待しています。


宇宙用の太陽電池というと、質量が大きいとロケットに負担になりますので、軽くて高発電効率のものが必要になります。地上でよく使われているシリコン太陽電池は、材料そのものがシリコンで、厚さが数百ミクロンになってしまいます。効率もおよそ20%です。これまでの宇宙用太陽電池としては、ガリウムヒ素太陽電池があります。効率が30%程度とれますが値段がシリコンの10倍以上してしまいます。
そんな中、最近はCIGS太陽電池というものが注目されています。銅・インジウム・ガリウム・セレンという元素を組み合わせたもので、いろいろなものの上に膜としてつけることができます。丸められるようなフィルムの上にもつけられるので、軽くコンパクトな構造にすることができます。効率も20%を超えるものもできていて、今後に期待されています。宇宙で使う場合に気になるのが、放射線の影響なのですが、それもそれほど心配しなくてもいいような研究結果が出ているようです。
地上でも使われるようになると思われますが、楽しみな材料ですね。

(つづく)

2012年6月30日 18時48分09秒 (Sat)

宇宙・航行エレクトロニクス研究会(2)

 宇宙・航行エレクトロニクス研究会では、今回は韓国から金斗煥先生の特別公演がありました。
金先生は、韓国の宇宙開発の黎明期から関わってこられた方です。日本語が達者で、講演は日本語でされました。また、パワーポイントのスライドは、漢字・ハングルで、よくわからないところもありました。日韓での国際協力の必要性と、それを活かしたアジアへの進出を説かれました。

アジアを取り巻く宇宙開発の状況は、大変な状況になっていると思います。
もちろん、いちばん大きいのは中国の台頭です。
中国は、有人飛行、月探査、そしてドッキング技術の実証を立て続けに成功させてきています。
さらに、Compassという測位システムを急速に立ち上げてきています。
日本は中国に比べると、個々の技術の高さはあるのですが、中国ほどの勢いはなく、地味な活動になっていると思います。そのような中で、東南アジアやアフリカなどのこれから宇宙に進出しようとしている地域に対して、どのように対処していくのかは難しい戦略を立てていく必要があります。

ロシアもある意味、アジア圏とも言えます。中央アジアを含む地域はロケットの射場もあります。
韓国はロシアからロケット打ち上げの失敗などもあってうまくいっていないようです。
ロシアはアメリカと双璧をなす、宇宙大国です。ロシアとどう付き合うかも大きな課題です。

インドも最近、宇宙に台頭してきています。金先生はインドは中途半端、と言われましたが、日本はどのようにインドと付き合うのでしょうか。

東南アジア諸国は、これから宇宙分野に進出を考えています。タイ、インドネシア、ベトナムなどは国自ら宇宙機関を組織として持っています。このあたりの支援を巡っても、中国との競争があります。それだけでなく、これらの国には、植民地時代の歴史もあって、旧宗主国の影響から、ヨーロッパとの結びつきもあります。私も先日、ベトナムに行きましたが、ベトナムの宇宙開発にとって、どのように日本が支援できるのでしょうか?

島国で、外交があまり上手でない日本が、どのようにこれらの国々を相手にしていくのか、待ったなしでの課題です。

(つづく)

2012年6月30日 18時45分31秒 (Sat)

宇宙・航行エレクトロニクス研究会(1)

2012年6月28〜29日にJAXA筑波宇宙センターで開催された、電子情報通信学会主催の宇宙・航行エレクトロニクス研究会に出席しました。会議を通じて15〜30人くらいの人が参加しましたが、もっと多くの人に関心を持ってもらえないものかな、と感じています。

会議のプログラムは下記のURLにあります。

//www.ieice.org/ken/program/index.php?tgs_regid=11fe1ab13019ab4da818b61fd0d63c580ec4a74d41569c76dd0ded3a89180aa4


私も28日の最後に発表がありましたが、そのほかのものについても報告したいと思います。

この研究会は規模は小さいですが、現在日本で行われている広い範囲の研究をカバーしていて、そのあたりの情報を得るには大変良い研究会だったと思います。

普段、私たちは天気予報では、「ひまわり」の画像を使っているのをよく知っています。
「ひまわり」はどこにあるか知っていますか?
「ひまわり」は日本の南の赤道上空36000 kmにあって、日本から見るといつも南の上空に留まって見えるため、静止衛星と呼ばれています。これは「ひまわり」が地球の周りを回らずに止まっているわけではなく、地球の自転と同じ速さで回っているために止まって見えるのです。
この「ひまわり」でも雲の動きなどはよくわかるのですが、さらに精度よく天気予報を当てるためにはもっといろんな情報が必要になります。

日本の国の研究機関である情報通信研究機構とJAXAでは、雲の中でどのような雨や雪が降っているかを探るためのセンサを開発し、来年NASAの打ち上げる衛星に搭載することになっています。これが実現すると、雨の強さが精度よく予想できるようになることが期待されます。


リモートセンシングと呼ばれている、宇宙から地球を画像や電波で観測する地球観測衛星は、作物の作柄や、土地理由、資源探査などに利用されています。
画像や動画は、精細なものになればなるほどデータ量が多くなって、通信の負担になります。
リモートセンシングの場合には、地上の精細な画像を撮るために、「ひまわり」よりもずっと低いところを飛んでいて、例えば地上700 kmくらいのところを飛んでいます。
低いところを飛ぶ人工衛星は、地上から見ていると、あっという間に飛び去ってしまい、地上局と通信できる時間は10〜20分程度しかありません。
この短い時間に多くのデータを送信しなければなりません。このための通信技術の開発がされていて、2Gbpsの方式が検討されています。

(つづく) 


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宇宙技術汎用化トレーナー 岩田 敏彰
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