名大ら中部地方連合で開発中の超小型衛星「ChubuSat-1」の発射、12月に決定

名古屋大学(名大)、大同大学、中部地方の航空宇宙産業中小企業連合体「MASTT(Meiyu Aerospace Support Technology Team)」は、これまで開発を進めてきた50kg級の超小型人工衛星の1号機である「ChubuSat-1」(画像1・2)をロシアのISCコスモトラスの「ドニエプルロケット」を使用して、4機同時のクラスター打ち上げ(複数の衛星を同時に打ち上げること)を2012年末に行うことが正式に決定したと発表した。


画像1。ChubuSat-1の振動試験用プロトタイプ	画像2。ChubuSat-1のイメージCG


画像3。ChubuSat-1の外形形状	画像4。搭載コンピュータ

ChubuSat-1の開発は、名大太陽地球環境研究所の田島教授、大同大工学部総合機械工学科の溝口教授ら大学の研究者と、MASTTの産学連携によって進められている。また、日本の航空宇宙開発の中核を成す企業の1社である三菱重工業からもサポートを受けることで、開発が進行中だ。

なおMASTTは、その三菱重工業の航空宇宙部門の1つである名古屋誘導推進システム製作所(略称「名誘」)の部品製造、組立てをサポートしてきたサプライヤ24社が、活躍の場を世界規模に広げるべく立ち上げた「企業団体」だ。航空宇宙分野で培った高い技術力により、主にロケット推進システムなどを製造している。

ChubuSat-1は、これまで中部地方の企業が航空宇宙分野での製品開発を通して培ってきた各種加工技術を活用して独自の衛星を開発することで、地域内での機運を盛り上げると共に、日本航空宇宙産業の中心地として広く外部にアピールすることにより、「中部地方中小企業の活性化」を目指すことが打ち上げの目的の1つ。

また将来的には、小型人工衛星の量産化により費用を低下させることで、衛星による宇宙・地球環境の観測が容易になり、地上からの観測と組み合わせることでより包括的な宇宙・地球環境の研究を可能にするなど、「宇宙利用による大学の研究活動の拡大」も見込んだプロジェクトだ。

そうした思いを込めて、今回の第1号機は「中部地方衛星1号機」という意味で、ChubuSat-1と名付けられたのである。

ChubuSat-1は、重さ約50kg、1辺約50cmの立方体形状の超小型衛星だ。3つの面に太陽電池パネルを搭載している。東京理科大学の木村研究室が開発した可視光カメラ(分解能約10m)及び市販の赤外線カメラを搭載している。

その赤外線カメラは波長7.5～13.5μm帯に感度があり、大気中の二酸化炭素量や地表の温度の大まかな測定が可能だ。ChubuSat-1は、可視光カメラ及び赤外線カメラ+αによって以下のような4つのサービスを提供する。

(1)地球温暖化の理解に役立てることを目的とした、地球上のさまざまな地点でのリモートセンシングによる大気中の二酸化炭素量の定期的な測定(画像5)。(2)今後の衛星の運用に役立てるために、衛星運用の障害となるスペースデブリ(宇宙ゴミ)のデータベースを作成(画像6)。(3)隔離された施設の稼働状況の確認や災害発生時の遠隔モニタリング。(4)一般のアマチュア無線ユーザに対するメッセージ中継サービス(画像7・8)、となっている。


画像5。二酸化炭素量の定期的な測定で温暖化に関しての情報収集のイメージ	画像6。スペースデブリのデータベース作成のイメージ


画像7。一般アマチュア無線ユーザに対するメッセージ中継サービス	画像8。ChubuSat-1に搭載予定のアマチュア無線通信機

スペースデブリとは、衛星軌道上を周回運動する(稼働中の人工衛星などのように地上からは制御できない)人工物体のことで、過去に打ち上げられた人工衛星やロケットの部品や破片、燃料切れや故障などで投棄された人工衛星そのものなどが主で、デブリどうしの衝突で生じた微細な破片もある。

なお、天然の隕石や宇宙塵は、流星物質(メテオロイド)と呼ばれ区別されている形だ。デブリは、衛星などに衝突するとその機能に障害を与えることもあるため、衛星運用においては重要な問題となっている。宇宙開発に伴ってデブリは年々増加しており、デブリの監視は重要性を増している状況だ。

打ち上げは、ドニエプルロケット(画像9～11)の第3段の下部に組み込まれ、ロシアのオレンブルグ州のヤスネ基地(画像12・13)のサイロ(地下発射装置)からほかの3機と一緒に打ち上げられる(画像14)。打ち上げから約15分後、高度500～600kmの「太陽同期軌道」に投入される予定だ。


画像9。4機の超小型衛星のチェックとロケットへの組込み作業を行うクリーンルーム(提供:コスモトラス)	画像10。ドニエプルロケットの概要(提供:コスモトラス)


画像11。ドニエプルロケットの実績(提供:コスモトラス)	画像12。ロシアのヤスネ基地の所在地(earth image from Google earth)


画像13。ヤスネ基地の衛星試験棟(提供:コスモトラス)	画像14。打ち上げられるドニエプルロケット

太陽同期軌道とは、人工衛星の軌道面と太陽光の角度が、常に一定となるように周回する軌道。この軌道では、人工衛星への太陽光の当たり方が限定されるので、発電や熱制御がし易くなる。また、観測時の地球表面への太陽光の入射角が一定となるため、地球表面の観測に適しているという点もメリット。高度500～600kmの場合、約90分で地球の周りを1周するが、その間に地球が自転するので、周回毎に地球上の異なる地域を観測することになる。

今回のクラスター打ち上げでは「ChubuSat-1」以外の小型衛星として、東京大学と次世代宇宙システム技術研究組合の「ほどよし1号機」、東京工業大学と東京理科大の「TSUBAME」、九州大学の「Qsat-EOS」が同時に軌道投入される予定だ。

ドニエプルロケットは、ロシアの戦略ミサイル「SS18」を平和転用したもので、SS18としては150回以上の打ち上げを実施し、その内4回が失敗。ドニエプルロケットとしては1999年に初号機が打ち上げられ、それ以来18回の打ち上げの内17回成功し、高信頼性や高精度の軌道投入、多数のクラスター打ち上げの実績を有する(商業打ち上げとしては4回実施してすべて成功)。

同ロケットでは、宇宙航空研究開発機構(JAXA)の「OICETS」や宇宙科学研究所(ISAS)の「INDEX」を含め、これまでに17カ国の計62機の衛星を打ち上げてきた。ロケットの製造はウクライナのユジノエが担当している。

現在のChubuSat-1の開発状況は、軌道に投入する衛星の実機に搭載するコンポーネントの製造が予定通り進んでおり、順次環境試験が実施されているところだ。この夏には衛星本体が完成し、環境試験を実施する予定である。

なお、主要諸元は以下の通りだ。