国立開発法人宇宙航空開発機構 開発部門 305-8505 茨城県つくば市千現 2-1-1 TEL 029-868-5000 代表 JAXA ホームページ 開発部門ホームページ http://www.jaxa.jp http://www.kenkai.jaxa.jp 2018.01 国立開発法人 宇宙航空開発機構 開発部門
宇宙探査技術の 宇 宙輸 送システムの競争力強化 打上げ能力の拡大 および打上げサービスの国際競争力の強化に資すことを目的としています とりまとめ文書を公表しました その中で 重力天体着陸技術の獲得と月南極の探査活動を次の重要なステップとすと 現行の基幹ロケットであH-IIA/Bやイプシロン および開発を進めていH3やイプシロン後継機に使用され共通 ともに ①重力天体着陸 離陸技術 ②重力天体探査技術 エネルギー 走行 作業) ③宇宙滞在技術 ④深宇宙補給 基盤技術 ならびに我が国が強みを有すLNG Liquefied Natural Gas 液化天然ガス 推進系や次世代に向けた 技術の4分野が今後重点的に取り組む技術課題として識別されました 再使用型宇宙輸送システムなどのを継続して行います 一方 JAXA国際宇宙探査推進チームで整理した 日本の宇宙探査全体シナリオ では 我が国が進めべき宇宙探査の 2015年7月に 文部科学省のISS 国際宇宙探査小委員会が 宇宙探査新時代の幕開けと我が国の挑戦 と題した第2次 宇宙輸送システムについて 性能 信頼性 安全性の向上 低コスト化など各種のを進めことで 我が国の自立的な シナリオを提案すとともに 全体アーキテクチャ案や上記の4分野を中心に目標や技術ロードマップをまとめました 先 先 導 導 す す 複合材ラティス構造の LE-9用噴射器試験 月南極探査ミッションの概念図 http://www.kenkai.jaxa.jp/research/transport/transport.html 宇 宙活 動の安 全 確保 http://www.kenkai.jaxa.jp/research/exploration/exploration.html 宇宙用部品の 軌道上の宇宙ゴミ スペースデブリ またはデブリ は 年々増加の一途をたどっており 将来的には人類の宇宙活動の 宇宙で人工衛星が長期間安定的に動作すためには 宇宙環境に耐部品 宇宙用部品 が必要です 人工衛星開発 妨げになと予想されます に不可欠な宇宙用部品の開発を進め 自在な宇宙活動を継続でき能力を維持すとともに 将来の人工衛星の JAXAは 脅威となデブリの除去 デブリを生まないクリーンな衛星 ロケットの実現 などを目指す クリーン 競争力強化をねらいます スペースプログラムを我が国の国際貢献策として提唱すべく 政府 外の関係機関との連携検討を進めととも 宇宙用部品の開発にあたっては 長期的視点にたち 有望な国技術を機関 民間企業との協力の下に発掘し に その実現に向けた技術の開発に取り組んでいます 将来の衛星システムを効果的に刷新すと考られ部品を優先的に開発し 成果の還元を早期に実現す ことを目指します デブリ除去衛星によ大型デブリの捕獲 03 http://www.kenkai.jaxa.jp/research/debris/debris.html 導電性テザーによ除去 宇宙用MPU 宇宙用パワーデバイス http://www.kenkai.jaxa.jp/research/parts/parts.html 04
光衛星通信技術の 衛 星技 術 刷 新 ワイヤレス化のは 衛星の搭載装置間のデータ通信および電力伝送の配線をワイヤレス化し 新しい衛星設計 試験 プロセスを具体化すものです これらを実現す要素技術の確立を経て 衛星システム設計の最適化 汎用性を追求します 合成開口レーダのは ふよう1号 JERS-1 だいち ALOS だいち2号 ALOS-2 と着実に進歩してきた合成開口 レーダの性能を継続し 肥大化す観測データを衛星上で利用目的に応じて集約 処理す技術を確立し 革新的な衛星 システムを提案します 本は 多様なユーザが光データ中継サービスを利用可能とし 観測衛星等の低軌道衛星の意義価値向上を実現すため 地球観測衛星からの取得データ伝送速度の向上 データ量の増大を目的として 光データ中継システム JDRS* の開発 が始まっています 人工衛星の国際競争力を高めことを目指し 技術刷新につなが革新的なテーマのを行っています 光通信機器の小型 軽量化を目指すものです ユーザ伝送レートをJDRSの1.8Gbpsの2 4倍に高速化す高効率 高出力光増幅器 さらに将来的には 宇宙探査においてデータ 伝送量の向上 月探査データの伝送時には 700Mbps以上 の実現を目指しています *JDRS Japanese Data Relay System 光データ中継システム 先 局発光LD光源 導 す ADC/DSP デジタルオシロスコープ 衛星構体取付コイルアレイモデル 1.87GHZ-LPF コヒーレント FE 高感度受信部 デジタルコヒーレント方式 評価実験系 http://www.kenkai.jaxa.jp/research/innovation/innovation.html 宇宙システムの概念検討およびシステム技術の http://www.kenkai.jaxa.jp/research/communication/communication.html 長寿命化技術の ロケットや人工衛星は たくさんの部品の組み立てだけでなく 地上設備なども含め様々な要素を複雑に組み合わせ 宇宙機を長寿命化 言い換れば 長期間運用できようにすためには 宇宙用コンポーネントや部品が劣化しない ことで 宇宙システムとして求められ機能を発揮します 本では このような要素の適切な構成を検討し 全体 こと 壊れないこと 信頼性を高め 耐久性を持たせこと が必要になります としてより優れた仕組みとな宇宙システムを作り出すことを目指しています 本では 低軌道衛星の寿命を現状の7年から 12年に長寿命化を実現すために 電源系バッテリの耐久性向上 また 外の各組織と連携し 姿勢制御系機器の高信頼性化 機構部品の長寿命化などに関す技術の確立を目指しています システムレベルの概念検討を 行 う こと に より 我 が 国 の 知 恵 技 術 を 統 合して 国 際 競争力のあ技術開発 社会 育 成につながプロジェクト 保持器 課 題 解 決 また 将 来 の 産 業 玉 提案を行っていきます 輪 これまでにJAXAで実施したミッションの初期検討 05 http://www.kenkai.jaxa.jp/research/system/system.html リチウムイオン電池 高速回転ホイールタイプS 外輪 宇宙用転がり軸受 http://www.kenkai.jaxa.jp/research/longlife/longlife.html 06
ソフトウェア 解析検証技術の 宇 宙 機 電 気 系 技 術 必要な新規課題の開発を行うとともに 現在進行中のプロジェクトの一層確実な遂行を目指しています させエンジニアリングを確立すことを目標としています このエンジニアリングの確立により 現状では実現不可能 宇宙機システムの高性能化のため 人工衛星の姿勢制御技術 データ伝送 太陽電池の高性能化などの また な開発期間 コスト規模となミッションを適切な規模で実現可能とします 宇宙機を開発す上で必要とな宇宙環境の基礎的なデータを取得すために宇宙環境計測実験を実施し 環境 最初のステップとして 新型ロケットH3の確実かつ効率的な実現に関わ作業を優先し これと並行して 将来衛星や データや宇宙用材料の劣化などのを行っています 再使用輸送系等に向けたや 保有技術によプロジェクト援を行います 本は 世界最高レベルの情報 計算工学技術の 開発 利用により ミッション成功と開発 コスト低減を両立 宇宙機 人工衛星等 の基幹技術のうち 電気系が主要な要素とな基盤技術のを行い 将来のミッション実現に あらせ ERG 搭載超高エネルギー電子分析器XEP http://www.kenkai.jaxa.jp/research/electrical/electrical.html JAXA Super Computer System generation 2 (JSS2) SORA ソフトウェア構造化設計の例 ロケットの数値シミュレーション結果例 超小型三軸姿勢制御モジュール http://www.kenkai.jaxa.jp/research/software/software.html 観測センサの 宇 宙 機 機 械 系 技 術 宇宙機 人工衛星等 の基幹技術のうち 機械系が主要な要素とな基盤技術のを行い 将来のミッション実現に 地球観測センサシステムは 使用す電磁波の領域 光 電波 および観測方式により 種類が多岐にわたります 必要な新規課題の開発を行うとともに 現在進行中のプロジェクトの一層確実な遂行を目指し 推進系システムの 本では JAXAにおけ網羅的なセンサシステム設計技術の蓄積を踏ま 10 20年後を見据て 必要な要素レベル 高度化や 高感度 高分解能光学観測を技術などのを行っています の技術 センサシステムのと そのセンサシステムを利用したミッションをJAXA外と協力して検討しています そして 成果を今後の地球観測ミッションとして実現していくことを最終的な目標としています 模擬土壌によ室基礎実験 後方散乱係数,偏波シグネチュア 超広帯域アンテナ Pバンド Lバンド HH イメージングの 時は試料を2次元 移動させ HV 土壌試料 植生試料 VH VV 散乱,伝搬モデル 体積散乱 体積散乱 林冠 樹幹 体積散乱,屈折, 多重散乱 地下 フルポラリ メトリックな P/Lバンド 散乱計 成分分解方 検証 成分分解 O 0 xy=f xy(m v p r p vn p gnd) 表面散乱 抽出 土壌の物理特性 二回散乱 地面と樹幹, 地面と林冠 層厚さ,比誘電率,含水率等 地下 イオンスラスタ 07 擾乱試験用衛星構体テストヘッド http://www.kenkai.jaxa.jp/research/mechanism/mechanism.html ISS搭載植生ライダー(MOLI) P/L帯のデュアルバンドSAR http://www.kenkai.jaxa.jp/research/sensor/sensor.html 08
宇宙太陽光発電システム(S S PS )の 増 の2つが鍵となります マイクロ波またはレーザー光に変換して地球に伝送し 電力として利用すシステムです 従来の化学推進衛星は ペイロード比率 ペイロード質量 打上質量 が20 程度に対し オール電化衛星は推進系を 全てホールスラスタのみで実現し さらに電源の軽量化 排熱技術の高度化をすことで 衛星質量増加を抑 ペイロード比率40 程度の実現を目指します 宇宙に浮かぶ発電所 とも呼ばれ 再生可能エネルギーの1つとして エネルギー 気候変動 環境等の人類が直面す 宇宙太陽光発電システム SSPS: Space Solar Power Systems とは 宇宙空間において 太陽光エネルギーを 通信衛星の競争力強化においては コストへの影響が大きい衛星質量の減とトランスポンダ 電波中継機器 搭載数の オール電 化 衛 星 時 代の通信衛星の競争力強化 地球規模の課題解決の可能性のあシステムと期待されています JAXAでは 21世紀以降のSSPS実現に向けて 加て衛星運用の自動化も行うことで コストを低減し 競争力強化を図ります マイクロ波やレーザー光によ無線エネルギー伝送技術 宇宙空間におけ大型構造物の構築技術等に関す 長期にわた開発の進め方の検討を含めた総合的な システム検討 を行っています JAXA/IHI/IA ホールスラスタ BBM JAXA/IHI/IA 薄膜太陽電池アレイシート http://www.kenkai.jaxa.jp/research/allelectric/allelectric.html SO I - S O C MP U開発 SSPS イメージ http://www.kenkai.jaxa.jp/research/ssps/ssps.html 革新的衛星技術実証プログラム 情報通信技術の進展は ネットワークでの モノ と モノ との自律的情報のやりとりを可能にし 世界はいっそう繋がり 本プログラムでは 民間企業 大学等によ超小型の人工衛星を活用した新たな知見の獲得 蓄積 将来ミッション つつあります 今後このネットワークは宇宙にまで広がと考られています ネットワークの中心で情報の制御を担う プロジェクトの創出 宇宙システムの基幹的部品や新規要素技術の軌道上実証実験などのための機会を提供しています 半導体部品がMPU Micro Processing Unit で 次世代の宇宙機には これまで以上に高機能 高性能な宇宙用の 宇宙基本計画上の 宇宙システムの基幹的部品等の安定供給に向けた環境整備 の一環として 超小型の人工衛星を MPUが求められています また 宇宙用のMPUは 民生用と異なり 宇宙の厳しい放射線環境に耐ねばなりません 活用した基幹的部品や新規要素技術の軌道上実証を適時かつ安価に実施すものです 本開発では 耐放射線性に優れSOI Silicon on Insulator 半導体製造技術と 複数の機能を1つのチップに搭載 平成30年度の 革新的衛星技術実証1号機 のイプシロンロケットによ打上げに向けて準備を進めています すSOC System on Chip 設計技術を核にして 多様化 高度化す宇宙ミッションに貢献す高機能 高性能な MPUを開発します 高機能 高性能なMPU開発 09 低コスト化や品質 供給の安定化 http://www.kenkai.jaxa.jp/research/soisoc/soisoc.html 小型実証衛星１号機の構想図 超小型衛星搭載イメージ例 http://www.kenkai.jaxa.jp/research/innovative/innovative.html 10