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超小型衛星を打ち上げ、通信・撮像の性能向上を目指す!

Profile
田中慶太
東京電機大学 / 准教授
支援総額: 407,060 円
達成率
50 %
サポーター
40
残り時間
49
支援する
academist スタッフからの一言
宇宙空間でデータ送受信と衛星姿勢制御の実証実験をしたい

衛星の打ち上げというと大規模なプロジェクトが想起されますが、近年は大学や企業による超小型衛星の開発や、民生品の活用による低コスト化が進んでおり、打ち上げへの壁は低くなってきています。研究室の学生から衛星製作の提案を受けた田中さんは、それまでの信号処理の研究も活かしながら超小型衛星「HATOSAT」の製作を開始しました。今回のプロジェクトでは、HATOSATを宇宙に打ち上げて「S&Fの実証実験」と「CMGによる高速姿勢制御実証実験」を成功させ、データ送受信と衛星姿勢制御の性能向上を目指します。「学生とともに必ず成功させたい」と意気込む田中さんに応援をよろしくお願いします!

Motsuka

大塚美穂

超小型衛星によって、宇宙は遠い場所ではなくなった

現在、人工衛星からの情報は、我々が安全安心に暮らすため生活に欠かせないものになりました。測位(GPS)や地球観測、気象観測など、数多くの具体例があげられます。一方で、宇宙空間に衛星を運ぶためにはロケットが必要であり、それには運べる衛星の大きさや重さなどの制約があります。そのため、運ばれる衛星はJAXAが主導する国家プロジェクトで行われるような、信頼性がある大型衛星が中心でした。

しかし近年、大学や企業などが中心となり「CubeSat」と呼ばれる10cm×10cm×10cmサイズの超小型衛星が開発され、国際宇宙ステーションからのロボットアームによる衛星の放出も可能となってきています。安価で宇宙仕様でない汎用品のパーツでも、物によっては宇宙空間で動作が確認されています。そこで、「宇宙は遠い場所ではない」を合い言葉に、東京電機大学・田中研究室の夢とやる気にあふれた大学院生と学部生が中心となり、3U(10cm×10cm×30cmサイズ)のCubeSat「HATOSAT」の製作を開始しました。

B1

超小型衛星「HATOSAT」のミッション

今や世界中で日々打ち上げられている衛星には、それぞれミッションがあります。今回製作するHATOSATの主なミッションは、「S&Fの実証実験」と「CMGによる高速姿勢制御実証実験」です。

S&FとはStore and Forwardミッションの略で、地球を周回しながら地球端末から送られる微弱信号データを収集(Store)し、衛星が管制局上空に来た時、コマンドにより地上局に受信した微弱信号データを転送(Forward)することです。これにより、インターネットや電波の届かないところでのデータ取得が可能となり、たとえば山岳地の情報モニタリング、海洋生物や鳥などの動物の行動調査などでの活用が想定されます。今回のプロジェクトでは特に、登山中の遭難者の捜索などに有効な人のバイタル情報の送受信への活用を見据え、大きなデータ量と移動体通信への対応を可能にするためアンテナの利得と伝送速度の向上を目指します。私たちの取組はNewsweek日本版でも紹介していただきました。

また、CMGとはControl Moment Gyroscopesの略で、回転する円盤の力を利用して、物体の姿勢を制御する姿勢制御装置です。CMGは、衛星の姿勢制御に使用されているリアクション・ホイールよりも大きな角運動量やトルク(リアクション・ホイールに比べると数10倍)を発生させることができます。この機構を用いて、短い時間で衛星姿勢を変えることで、目的とする場所を逃すことなく撮像することを目指します。

B2r

学生とともに挑む、超小型衛星の製作

私はもともと、脳科学の分野において信号処理の研究を行ってきました。しかしある時、学生から「一緒に衛星をつくらないか」と提案があり、悩んだあげく......一抹の不安を拭えないままに衛星製作に取り組むことを決意しました。衛星には通信の技術が必要不可欠のため、信号処理の研究も活かせると考えたことが理由ですが、学生が主体的に提案してくれたことが単純に嬉しかったこともあります。そしてこのプロジェクトは絶対成功させたいとも思いました。

それからというもの、まず衛星との通信には国家試験が必要とのことで、学生と一緒に第一級アマチュア無線技師や第一級陸上特殊無線技術士の免許を無事に取得しました。次のステップとして第23回衛星設計コンテストにチャレンジし、電子情報通信学会賞を受賞したときは、みんなで喜び合い、アイデアの自信をつけることができました。今は、埼玉初(発)の超小型衛星の製作と打ち上げを目標に、学生と共(友!?)に力を合わせてがんばっています。

昨年度には学生が中心となって、2018年2月に打ち上げられた東京大学の超小型衛星「たすき」(TRICOM-1R)衛星搭載用テレメトリ・コマンドアンテナを共同開発し、実績を積みました。「超小型衛星の製作」という少し(?)高い目標設定が、問題解決と課題設定の両方の力を鍛える最適な実践教育の場を提供しているとも感じています。

B3r

研究費サポートのお願い

宇宙は、放射線や熱など、地上では想定しきれないことが起こる空間であるため、超小型衛星の性能を検証するには、実機(フライトモデル)を用いて宇宙空間を模擬した環境で実験を行うことが必要です。私たちの取り組みは「ここから武蔵コンソーシアム」の参画団体である埼玉県比企郡鳩山町や企業などからの支援を受けていますが、HATOSATのフライトモデルの製作や、フライトモデルを用いての各種試験(衝撃試験や放射線試験)の実施のための研究費が不足しています。今回のクラウドファンディングでご支援いただく研究費は、2019年度中に完了予定のフライトモデルの設計・製作費用・各種試験費用の一部に充てさせていただきます。

また、ものが溢れている現代で社会でエンジニアとして活躍するには、単に性能の良いものづくりだけでなく、果たしてそれが我々が生活するうえで本当に人にとって良いものか? 単に便利さを求めているだけではないか? 人間の備わっている機能を損なわせる恐れがないか? 自ら考え、人と慎重に議論する必要があると思われます。そこで私たちがつくりだす「もの(超小型衛星)」を広く一般に公表してみなさまと議論する場をつくるという教育の観点からも、クラウドファンディングへのチャレンジを決めました。

今後は、みなさまのご協力を頂きながら、2021年度の超小型衛星「HATOSAT」の打ち上げと運用を目標に取り組んでまいります。またクラウドファンディング終了後も取り組みや結果を公表していきます。少しでも興味をもっていただけると嬉しく思います。

挑戦者の自己紹介

高校までを鹿児島県出水市で育ち、子供の頃は野球少年でした。鹿児島大学では、楽しく興味をもったことを研究テーマにをモットーに研究しました。東京電機大学で勤務してからは、脳磁界計測装置(脳波の磁界版)やfMRIを用いて本格的に脳科学の研究に取り組んできたある時、突然学生から誘われ、超小型衛星を作ることにしました。昨年はトロント大学に脳科学の研究で留学したものの、日本に残した学生が継続して衛星つくりに精をだす姿に影響され、帰国後に本格的に衛星を打ち上げることを目標に設定しています。最近はマラソンと山登りを趣味にしています。

Profile

田中慶太

研究計画

時期 計画
2019年2月 クラウドファンディング挑戦
2019年3月 「HATOSAT」エンジニアリングモデルの完成と各種試験開始
2019年4月 試験結果を踏まえた「HATOSAT」フライトモデル製作開始
2020年度 打ち上げ前の安全審査と適合性確認審査受審
2021年度 衛星打ち上げ・国際宇宙ステーション日本実験棟「きぼう」から放出、衛星として運用

リターンの説明

1,000 円 (税抜)
注目のリターン: 研究報告レポート(PDF版)
研究報告レポート(PDF版)
1000

衛星製作の詳細な進捗などをレポートにまとめてお送りします。応援よろしくお願いいたします!

支援する

6人のサポーターが支援しています (数量制限なし)

3,000 円 (税抜)
注目のリターン: オリジナルステッカー
オリジナルステッカー / 研究報告レポート(PDF版)
R3000

学生と一緒にデザインしたオリジナルステッカーをお送りします。応援よろしくお願いいたします!

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11人のサポーターが支援しています (数量制限なし)

5,000 円 (税抜)
注目のリターン: オリジナルポロシャツ
オリジナルポロシャツ / オリジナルステッカー / 研究報告レポート(PDF版)
R5000

「HATOSAT」のオリジナルポロシャツをお送りします。今回のプロジェクト限定です!

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5人のサポーターが支援しています (数量制限なし)

10,000 円 (税抜)
注目のリターン: サイエンスカフェ参加権
サイエンスカフェ参加権 / オリジナルポロシャツ / オリジナルステッカー / 研究報告レポート(PDF版)
R10000

サイエンスカフェにご招待いたします。日時は2019年6月下旬、場所は東京都内を予定しています。当日は人工衛星のプロジェクトについてお話させていただきますので、ご参加をお待ちしています! ※当日ご参加いただけない場合には、後日資料を共有させていただきます。

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13人のサポーターが支援しています (数量制限なし)

30,000 円 (税抜)
注目のリターン: Webサイトにお名前掲載および衛星撮影の画像データ
Webサイトにお名前掲載および衛星撮影の画像データ / サイエンスカフェ参加権 / オリジナルポロシャツ / オリジナルステッカー / 研究報告レポート(PDF版)
30000

私たちの研究室のHPにお名前を掲載いたします。また、打ち上げた人工衛星により撮影した画像のデータファイルをお送りします。応援よろしくお願いいたします! ※人工衛星の打ち上げに失敗した場合、画像データは送付できません。ご了承ください。

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4人のサポーターが支援しています (数量制限なし)

50,000 円 (税抜)
注目のリターン: 研究室見学ツアー
研究室見学ツアー / Webサイトにお名前掲載および衛星撮影の画像データ / サイエンスカフェ参加権 / オリジナルポロシャツ / オリジナルステッカー / 研究報告レポート(PDF版)
50000

私たちの研究室をご案内いたします。作成現場の見学や製作過程の説明をさせていただきます。日時は2019年5月下旬、場所は東京電機大学理工学部(埼玉県鳩山キャンパス)を予定しています。ご参加をお待ちしています! ※当日ご参加いただけない場合には、skype等のビデオ通話で意見交換をさせていただきます。

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1人のサポーターが支援しています (数量制限なし)

100,000 円 (税抜)
注目のリターン: 衛星打ち上げ時の発表資料にお名前掲載
衛星打ち上げ時の発表資料にお名前掲載 / 研究室見学ツアー / Webサイトにお名前掲載および衛星撮影の画像データ / サイエンスカフェ参加権 / オリジナルポロシャツ / オリジナルステッカー / 研究報告レポート(PDF版)
100000

東京電機大学が発表するプレスリリースにお名前を掲載させていただきます。

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0人のサポーターが支援しています (数量制限なし)

500,000 円 (税抜)
注目のリターン: 超小型衛星「HATOSAT」のSTMモデル(構造モデル)
超小型衛星「HATOSAT」のSTMモデル(構造モデル) / 衛星打ち上げ時の発表資料にお名前掲載 / 研究室見学ツアー / Webサイトにお名前掲載および衛星撮影の画像データ / サイエンスカフェ参加権 / オリジナルポロシャツ / オリジナルステッカー / 研究報告レポート(PDF版)
500000

「HATOSAT」のエンジニアリングモデル(試験用衛星)を差し上げます。実際は各種ミッション機器が内部に格納されています。

支援する

0人のサポーターが支援しています (限定 1 個)

このプロジェクトは、期日までに目標金額を達成した場合のみ、決済が確定します。
お支払について
お支払にはクレジットカード(VISA, Mastercard)をご利用頂けます。
Available cards
銀行振込について

銀行振込をご希望の方は下記のフォームよりご連絡ください。 フォームへ

セキュリティについて

当サイトは SSL 暗号化通信に対応しております。入力した情報は安全に送信されます。

1,000 円(税抜)

研究報告レポート(PDF版)

1000

6 人 が支援しています。
(数量制限なし)

支援
3,000 円(税抜)

オリジナルステッカー / 研究報告レポート(PDF版)

R3000

11 人 が支援しています。
(数量制限なし)

支援
5,000 円(税抜)

オリジナルポロシャツ / オリジナルステッカー / 研究報告レポート(PDF版)

R5000

5 人 が支援しています。
(数量制限なし)

支援
10,000 円(税抜)

サイエンスカフェ参加権 / オリジナルポロシャツ / オリジナルステッカー / 研究報告レポート(PDF版)

R10000

13 人 が支援しています。
(数量制限なし)

支援
30,000 円(税抜)

Webサイトにお名前掲載および衛星撮影の画像データ / サイエンスカフェ参加権 / オリジナルポロシャツ / オリジナルステッカー / 研究報告レポート(PDF版)

30000

4 人 が支援しています。
(数量制限なし)

支援
50,000 円(税抜)

研究室見学ツアー / Webサイトにお名前掲載および衛星撮影の画像データ / サイエンスカフェ参加権 / オリジナルポロシャツ / オリジナルステッカー / 研究報告レポート(PDF版)

50000

1 人 が支援しています。
(数量制限なし)

支援
100,000 円(税抜)

衛星打ち上げ時の発表資料にお名前掲載 / 研究室見学ツアー / Webサイトにお名前掲載および衛星撮影の画像データ / サイエンスカフェ参加権 / オリジナルポロシャツ / オリジナルステッカー / 研究報告レポート(PDF版)

100000

0 人 が支援しています。
(数量制限なし)

支援
500,000 円(税抜)

超小型衛星「HATOSAT」のSTMモデル(構造モデル) / 衛星打ち上げ時の発表資料にお名前掲載 / 研究室見学ツアー / Webサイトにお名前掲載および衛星撮影の画像データ / サイエンスカフェ参加権 / オリジナルポロシャツ / オリジナルステッカー / 研究報告レポート(PDF版)

500000

0 人 が支援しています。
(限定 1 個)

支援

注目のプロジェクト一覧

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