OrigamiSat-1

カテゴリー Satellite
(Courtesy of Tokyo Institute of Technology)

概要

 

  • 打ち上げ日:2019年1月18日
  • 打ち上げロケット:イプシロンロケット4号機
  • ミッション:1メートル四方の膜展開
  • ステータス:運用中
  • 開発箇所:伸展機構、ステレオカメラ

 

開発内容

 

OrigamiSat-1は、東京工業大学が開発した、3Uサイズのキューブサットです。

1Uごとに機能が分けられていて、それぞれ「バス部」「伸展カメラ部」「膜展開部」と呼ばれ、この順番で各部が接続されています。

このうち弊社が開発したのは、「伸展カメラ部」です。

以下が、伸展カメラ部のフライトモデル(実際に打ち上げられるもの)の写真です(部品保護のため、一部キャップが取り付けられています)。

 

 

伸展カメラ部には大きく分けて3つの機能があり、それは「膜展開部を1メートル伸展させる機能」、「膜展開部と本体を切り離す機能」、「膜をステレオ撮影する機能」です。

 

まず、「膜展開部を1メートル伸展させる機能」についての説明です。

OrigamiSat-1のミッションは、1メートル四方の膜を展開することですが、その場で展開してしまうと、衛星側面に取り付けられた太陽電池パネルが膜で隠されてしまうため、衛星本体から離れたところで膜を展開させる必要があります。

また、膜とカメラの距離が近いと、1メートル四方の膜の全体を撮影するのに、とても広い視野のレンズが必要になり、画質が落ちてしまうため、できるだけカメラと膜の距離を離したい、という側面もあります。

そのため、この機能によって、衛星本体と膜展開部を1メートル離したのちに、膜展開ミッションを行います。

 

次に、「膜展開部と本体を切り離す機能」についてです。

OrigamiSat-1は、膜展開後は空気抵抗がとても大きくなるため、数ヶ月で地球大気圏に落ちてしまいます。

宇宙と地上間の通信は、限られた時間しか行うことができず、さらに通信速度も遅いため、数ヶ月では膜展開ミッションで取得した膨大な画像や動画データを地上にダウンリンクしきれない可能性があります。

そのため、膜展開ミッション終了後は、膜展開部を衛星本体から完全に分離します。

この機能は、上記の伸展機能の応用で、1メートル伸展した状態からさらに伸展を続けていくと、膜展開部が切り離される仕組みになっています。

切り離し後の衛星本体(バス部+伸展カメラ部)は、大気圏突入まで十年以上かかると見積もられており、衛星の寿命が尽きるまで、ゆっくりとデータをダウンリンクすることができます。

 

最後に、「膜をステレオ撮影する機能」についての説明です。

伸展カメラ部には、約60 mm離れた位置に2台のカメラが取り付けられています。

これは、展開後の膜の写真を2台のカメラで同時に撮影し、地上で処理することによって、膜の3D形状を測定することを目的としています。

近い将来、いろいろな機能を追加した膜を宇宙に持っていって利用しよう、という試みが行われています。

その際、展開後の膜の形状や面精度が、打ち上げ前にあらかじめわかっていれば、利用者がとても利用しやすいデバイスになります。

そのため、本機能で取得した「宇宙での膜の形状データ」は、研究者たちの手により地上でのシミュレーションデータと比較され、「宇宙で膜を展開した際の形状予測シミュレーション方法の確立」に役立てられます。

 

以下は、「伸展カメラ部」を組み立てた際のタイムラプス動画です。

とても速い速度で撮影していますが、実際には2日間かかっています。