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あゆみきせんばる
9 years ago
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1 放電実験衛星鳳龍四号紹介九州工業大学宇宙環境技術ラボラトリー 2015 年 3 月 13 日第 15 回宇宙環境技術交流会

2 はじめに 2

3 鳳龍シリーズ鳳龍壱号 ~ 鳳龍五号 1U 3U 10kg 程度 50kg 程度宇宙試験プラットフォームの衛星 2013 年 10 月 ~ 鳳龍四号 2013 年 4 月 ~2014 年 5 月 2006 年 ~2009 年 2010 年 ~2012 年 2012 年 10 月 ~ 2013 年 3 月鳳龍参号 (3U, EM) 鳳龍壱号 (1U, FM) 鳳龍弐号打ち上げ :2012 年 5 月 18 日鳳龍五号 (50kg システム概念設計 ) 3

4 鳳龍四号のチーム 43 人 ( 学生 :31 人スタッフ :12 人 ) 16 ヶ国 4

5 ミッションステートメント高電圧太陽電池アレイ放電現象に関する軌道上データを取得することにより衛星帯電に関する理解を深め現在の宇宙システムの信頼度向上と将来の大電力宇宙システムの実現に貢献することである 5

6 鳳龍四号の重要性宇宙で放電実験を行う百聞は一見に如かず違いは? CJAXA 壁がない本物のプラズマ全ての環境九工大宇宙環境技術ラボラトリーのプラズマチャンバーだいち 2 号 6

100 太陽発電衛星宇宙ホテル ISS 惑星探査 Dawn No Deep wall Real Space 1 plasma Movement, etc.

7 鳳龍四号の重要性大電力のミッション Bigelow USEF 202X 年に ISS は終了予定次は? 宇宙ホテル工場太陽発電衛星宇宙探検 - Millennium Falcon from Star Wars Skylab BOL 電源 [W] 1000 Sert II 100 太陽発電衛星宇宙ホテル ISS 惑星探査 Dawn No Deep wall Real Space 1 plasma Movement, etc. 10 各四年電源は倍増する打ち上げ年 Adapted from: Brophy et al. (2011). 300-kW Solar Electric Propulsion System Configuration for Human Exploration of Neat-Earth Asteroids, 47th AIAA 7

8 鳳龍四号の重要性大電力のミッション Bigelow USEF 202X 年に ISS は終了予定次は? 宇宙ホテル工場太陽発電衛星宇宙探検 - Millennium Falcon from Star Wars 宇宙機ウェット質量 [kg] kW システム -2200kg ( 約 -20%) No wall Real plasma Movement, etc 太陽電池発電電圧 [V] Adapted from: Brophy et al. (2011). 300-kW Solar Electric Propulsion System Configuration for Human Exploration of Neat-Earth Asteroids, 47th AIAA 8

9 鳳龍四号のバス系 9

10 構造系寸法 : 451mm 423mm 433mm 重量 : 約 10kg ASTRO-H 相乗り小型副衛星軌道 = 575km 傾度 = 31deg 10

11 バス系 - 仕様熱制御 - アロジン + Z306 AODS( 受動制御 ) 姿勢制御永久磁石ヒステリシスダンパ姿勢センサ 3 軸ジャイロセンサ ( 2) 太陽センサ ( 6) 軌道上位置 GPS 受信機 ( スペースリンク ) OBC - 2 H8 (Renesas) 1 Watch PIC EPS 太陽電池パネル 34 TJ 太陽電池最大出力 : 9W; 平均出力 : 5.2W 電池 18 NiMH 電池 5700mAh at 7.2V 電力最大 : 15.3W 平均 : 5.1W COM ダウンリンク bps UHF 送信機 ( MHz 西無線) bps UHF 送信機 ( MHz 西無線) 1 S-band 送信機 (2400.3MHz マイクロラボ)115.2kbps アップリンク bps VHF 受信機 (145MHz 西無線 ) 2 L-band 受信機 (1260MHz ロジカルプロダクト ) 11

12 バス系 - 仕様熱制御 - アロジン (±X ±Y)+ Z306(±Z) 12

13 バス系 - 仕様 AODS( 受動制御 ) 永久磁石太陽センサヒステリシスダンパ GPS 受信機ジャイロセンサ 13

14 バス系 - 仕様 OBC, EPS, COM EPS OBC COM 14

15 バス系 - 仕様 OBC - 2 H8 (Renesas) 1 Watch PIC H8 MAIN 衛星情報収集と処理各ミッションのスケジュール管理と実行 H8 COM 通信とハウスキーピングデータ生成ミッション実行の内メインミッションをバックアップ 15

16 バス系 - 仕様 OBC EM table sat. H L Sat. reset Reset System H8 MAIN H8 COM Watch PIC Sat. reset 1s L-band 16

17 バス系 - 仕様 EPS 17

18 バス系 - 仕様 COM UHF/VHF antenna 15cm 1200bps TX/RX 9600bps TX S-band antenna (UKM) 18

19 バス系 - 仕様 COM 19

20 鳳龍四号のミッション 20

21 鳳龍四号のミッション概要放電取得実験 - DIS 放電抑制実験 - HVSA 放電劣化実験 - DEG プラズマ密度計測 - DLP 真空アークスラスター VAT 電子放出 - ELF あぶり出し INK 光電子電流計測 PEC 地球撮影 - CAM デジシンガ - - SNG 太陽電池アレイで放電が発生した際に放電電流波形を取得すると共に放電に伴う発光を含んだ太陽電池表面の写真を撮影する壁がない実宇宙空間での放電が地上での放電と同じか否かを検証する低軌道プラズマに対して 300V 以上の負電位をもった太陽電池アレイでの放電を抑制する手法 ( フィルムアレイとコーティングアレイ ) について軌道上実証を行う太陽電池アレイが宇宙空間で放電を起こすことによって太陽電池の電気性能出力が低下するかどうかを検証するダブルラングミュイアープローブを使ってプラズマ密度を計測する高電圧太陽電池アレイ (300V 以上 ) に昇圧回路を介さずに直結した真空アークスラスターの軌道上実証を行う高電圧太陽電池アレイで受動型電子放出素子をプラズマに対して -300V 程度の負にバイアスした状態で電子放出が可能かどうかを検証する高分子フィルムの宇宙空間での劣化をフィルム下におかれた銀面の酸化 ( 黒色化 ) をカメラで検知する絶縁体及び金属の表面からの光電子放出電流を軌道上の AM0 のスペクトラムを使って実測する CMOS カメラを用いて外部ユーザーが希望する地点を撮影し画像を広く配信すると共に宇宙利用教育素材として使用する地上から MIDI 音楽データをアップロードし衛星に搭載された Vocal Synthesizer を使って衛星から地上に向けて UHF 電波を使って音楽配信する学校や一般向けイベントで簡易トランシーバーと手作りアンテナを使って音楽データを受信し宇宙利用教育を行う 21

22 鳳龍四号のミッション概要放電取得実験 - DIS 放電抑制実験 - HVSA 放電劣化実験 - DEG プラズマ密度計測 - DLP 真空アークスラスター VAT 電子放出 - ELF あぶり出し INK 光電子電流計測 PEC 地球撮影 - CAM デジシンガ - - SNG 太陽電池アレイで放電が発生した際に放電電流波形を取得すると共に放電に伴う発光を含んだ太陽電池表面の写真を撮影する壁がない実宇宙空間での放電が地上での放電と同じか否かを検証する低軌道プラズマに対して 300V 以上の負電位をもった太陽電池アレイでの放電を抑制する手法 ( フィルムアレイとコーティングアレイ ) について軌道上実証を行う太陽電池アレイが宇宙空間で放電を起こすことによって太陽電池の電気性能出力が低下するかどうかを検証するダブルラングミュイアープローブを使ってプラズマ密度を計測する高電圧太陽電池アレイ (300V 以上 ) に昇圧回路を介さずに直結した真空アークスラスターの軌道上実証を行う高電圧太陽電池アレイで受動型電子放出素子をプラズマに対して -300V 程度の負にバイアスした状態で電子放出が可能かどうかを検証する高分子フィルムの宇宙空間での劣化をフィルム下におかれた銀面の酸化 ( 黒色化 ) をカメラで検知する絶縁体及び金属の表面からの光電子放出電流を軌道上の AM0 のスペクトラムを使って実測する CMOS カメラを用いて外部ユーザーが希望する地点を撮影し画像を広く配信すると共に宇宙利用教育素材として使用する地上から MIDI 音楽データをアップロードし衛星に搭載された Vocal Synthesizer を使って衛星から地上に向けて UHF 電波を使って音楽配信する学校や一般向けイベントで簡易トランシーバーと手作りアンテナを使って音楽データを受信し宇宙利用教育を行う 22

23 高電圧の発生放電が発生しやすい状態を作る高電圧太陽電池アレイ (HVSA) 低軌道プラズマに対して 300V 以上の負電位に帯電させる 10mm 24mm 鳳龍弐号では高電圧の発生自体がメインミッション鳳龍四号では高電圧を道具として使う 23

鳳龍四号の OBO 仕様チャンネル数 4CH 分解能 [bit] 8 最大サンプリング周波数 [MSPS]

24 メインミッション - 放電取得実験オンボードオシロスコープ (OBO) 衛星搭載用オシロを自主開発 2A 地上オシロスコープ OBO BBM 10μs 約 190mm 約 280mm 約 70mm 約 95mm 鳳龍四号の OBO 仕様チャンネル数 4CH 分解能 [bit] 8 最大サンプリング周波数 [MSPS] 40 信号入力帯域 [MHz] 15 サンプル数 8192 データ保存量 ( 不揮発メモリ容量 )[kバイト]

25 メインミッション - 放電取得実験放電火花撮影カメラ (AVC) +Z prototype -Z prototype 波形及び放電の発生箇所は宇宙空間でも実験室と同じか? 百聞は一見に如かず 25

26 ダブルラングミュイアープローブ (DLP) プラズマ密度及び温度を計測する寸法 : 140 mm 40 mm 1 mm 26

27 光電子電流測定 (PEC) 絶縁体及び金属の表面からの光電子放出電流を軌道上のAM0のスペクトラムを使って実測するサンプル Au Kapton Black Kapton システム太陽光ホール設計 27 グリッド (+26V) 1 サンプルアンプ

28 真空アークスラスター (VAT) 高電圧太陽電池アレイ (300V 以上 ) に昇圧回路を介さずに直結した真空アークスラスターの軌道上実証を行う 28

29 あぶり出し (INK) 高分子フィルムの宇宙空間での劣化をフィルム下におかれた銀面の酸化 ( 黒色化 ) をカメラで検知する 29

30 デジシンガ -(SNG) 地上からを歌をアップロードし衛星に搭載された Vocal Synthesizer を使って衛星から地上に向けて UHF 電波を使って音楽配信するこれは特殊な機器や知識が無くても衛星の信号を聞くことができる学校や一般向けイベントで簡易トランシーバーと手作りアンテナを使って音楽データを受信し宇宙利用教育を行う世界で初めて SNG メインコンポネント歌う衛星鳳龍四号のキャラクター ( 暫定 ) 30

31 アウトリーチ活動九工大理数教育支援センター小学校中学校高校一般九工大地上局宇宙利用人材育成プロジェクト北九州児童文化科学館 31

32 今後 32

33 スケジュール 33

34 放電実験衛星鳳龍四号紹介九州工業大学宇宙環境技術ラボラトリー福岡県北九州市戸畑区仙水 1-1 電話番号 : Satellite/ 年 3 月 13 日第 15 回宇宙環境技術交流会

35 電子放出 (ELF) 高電圧太陽電池アレイで受動型電子放出素子をプラズマに対して -300V 程度の負にバイアスした状態で電子放出が可能かどうかを検証する鳳龍弐号の軌道上データ ELectron-emitting Film Fluorine resin 20μm Be-Cu 35

36 地球撮影 (CAM) CMOS カメラを用いて外部ユーザーが希望する地点を撮影し画像を広く配信すると共に宇宙利用教育素材として使用するカメラモジュール仕様寸法 :20mm 28mm 20mm 重量 :4g FoV:64deg 解像度 : 鳳龍四号カメラモジュール ( 鳳龍弐号と同じ ) 鳳龍弐号のカメラからの写真 ( 台風 7 号 ) 36

37 放電抑制実験 (DEG) 新たなデザインコーティングとフィルムによって太陽電池アレイの放電を抑制できるかを検証する ntja: 通常型太陽電池 ntja ftja ftja フィルム型太陽電池 37

38 放電抑制実験 (DEG) 新たなデザインコーティングとフィルムによって太陽電池アレイの放電を抑制できるかを検証する ntja: 通常型太陽電池 ctja ntja ctja コーティング型太陽電池 38

北アルプス_燕岳～穂高_－2.doc

北アルプス_燕岳～穂高_－2.doc 1 ( )22 2001 2226 30 1300m 27kg 2 JR 1000 22 10 3 500-400 au 300 N 2763m 4 N N 10 N 500m PM9:00 5 ( 2 ) 7 23 2001 2226 10 N N 40 10 30 6 5m N N N 12 3 49 30 20 2922m 7 K ( ) U S N ( ) 50 15 N 35 (2758m)