平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

ぎんれいプロジェクト
超長距離可視光通信への挑戦

中島 厚
信州大学特任教授 ・ ぎんれいプロジェクトマネージャ
平成２7年２月１３日
東京海洋大学越中島会館

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2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

信州大学における衛星開発寄附講座の開設
多摩川精機(株)並びに萩本博幸
会長の寄附により、信州大学大学院工学系研究科に設置：モバ
イル制御講座(多摩川精機・萩本
寄附講座)(平成２０年４月～平成
２５年３月まで)。

技術蓄積
民間が開発している地球観測衛星ASNARO搭載用ジンバル装置の開発を多摩川精機(株)と信州大学が受託。信州大学は熱設計・解析を主担当。学生が衛星搭載機器開発の技術習得。

人材育成
信州大学担当教員(中島厚教授、酒匂信匡准教授、橋本英一非常勤講師)は我が国における超小型衛星開発において多くの実績を有しており、学生、民間企業の指導・育成が可能。
2010年度開催された第18回衛星設計コンテスト設計部門で信大衛星｢こもれび｣が電子情報通信学会賞を受賞。

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森林観測衛星｢こもれび｣

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

可視光通信

地球観測
(姿勢を180度回転)

・観測対象地域（木曽谷）： 60km×70km=4200km2(木曽ヒノキ生育地域：950 km2)

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2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

信大衛星ファミリーとそのミッション
信州大学は森林観測衛星「こもれび」を提案。その後、LED可視光通信を世界で始めて衛星・地上間の通信として利用する超小型衛星「ぎんれい」を開発。平成26
年2月28日に打上げ、宇宙実験に成功。

50cm級超小型衛星｢こもれび｣
・ 森林観測ミッション(地上分解能GSD:5ｍクラス)
・ LED可視光通信によるデータ伝送
・ 第18回衛星設計コンテスト(平成22年)設計部門電子情報通信学会賞

2U サイズ(10cm×10cm×20cmサイズの可視光通信実験衛星)
・ 衛星・地上間のLED可視光通信実験(ダウンリンクのみ)・ 能動姿勢制御なし。各面にLED・ 平成24年度「きぼう」放出ミッションとして提案。不採択。

40cm級超小型衛星「ぎんれい」
・ 衛星・地上間の双方向可視光通信実験を行う可視光通信実験衛星・ アマチュア無線通信サービス
・ 平成25年度H-IIA相乗り副衛星として採択(H23.12.14 宇宙開発委員会で報告)。平成26年2月28日H-IIAF23打上げ。

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2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

LED可視光通信とは？
部屋の照明は蛍光灯から、寿命が長く消費電力の少ないLEDに急速に普及してきています。LED可視光通信は、このLEDを高速で点滅させていろいろな情報を遠くに送る事が出来ます。
信州大学では、世界で初めてこのLED可視光通信を人工衛星と地上とで行う実験衛星：
可視光通信実験衛星を提案しています。
宇宙通信の問題とLED可視光通信の特徴
１．通常人工衛星に使われる電波は非常に混雑してきており、また、無線局免許申請に２～３年を要し、新しい技術を１年程度で実験したいような衛星が作れない事になります。
２．LED可視光通信は目に見える光(波長360～830[nm]を利用します。その特徴は、① 電波のような申請が不要② 電磁ノイズを出さないため他の機器や人体に影響が少ない③ 指向性があり混信が起きにくい④ 通信状態が目で見える⑤ LEDを使用しているので長寿命
３．信大衛星により長距離の可視光通信技術が実証されれば、① 世界的な電波の混雑解消に役立つ② 小型衛星の開発期間を短縮できる(電波申請にかかる時間が不要)③ 高速通信を実現する事により小型衛星の通信能力が向上する平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

長距離可視光通信実験例
2007年9月より灯台サブプロジェクト(海上保安庁，カシオ計算機㈱，日本電気㈱，㈱東芝)が立ち上がり、既存のLED灯台を応用した長距離可視光通信の実現へ向けて活動を開始。
(灯台サブプロジェクト(http:www.vlc.net/modules/xpage2/incex.php?id=3)

2008年10月、千葉県の九十九里浜において、LED灯器を使用している灯台からの発光信号に情報を載せて、長距離通信が可能であることを確認する基礎実験が行われ、この実験においてイメージセンサを活用することで、長距離通信実験に成功したとの報告がなされている(通信距離2kmでは通信速度1022bps、通信距離1km
では通信速度1200bpsを記録)。
㈱アウトスタンディングテクノロジーは2010年に3w高輝度LEDを使用して千葉県東金市と九十九里浜の間13km、通信速度5kbpsで通信を成功。
(OTC News & Information (http:www.ot-c.co.jp/pg64.html))

同社は2011年には42kmの距離を5kbpsの音声通信に成功(右図)。本実験は、筑波山と行方市
霞ヶ浦天王崎公園の間(42.19km)を10W高輝度
LEDを用い、3.58MHzのサブキャリアにFM変調
し、低静電容量反射集光受光器(LEC-RP)で受信。
(OTC News & Information (http:www.ot-c.co.jp/pg69.html))

長距離可視光通信実験送信光

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2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

可視光通信実験衛星：ShindaiSat(愛称：ぎんれい)開発スケジュール
2011
12
イベント

▲14
相乗り採択

「ぎんれい」開発

▲9
第3回SSWS

2012
01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

2013
01

▲17
Ph0/1

▲16
第4回SSWS▲21
第1回設計確認会
第5回SSWS▲30-31
アンテナパ
ターン測定

▲26
第6回SSWS

概念検討・設計・部分試作・地上実験

開発機関

▲3-7
STM熱真空試験(KSO)

EM相当品設計・試作／FM設計・製作

信州大学
信州衛星研究会(SSWS)

2013
02

03

04

05

06

07

イベント

▲25
Ph2

08

09

10

11

▲29
ΔPh2

12

2014
01

▲05
Ph3

△23
適合性確認

02

03

△28
打上げ

△29-30
引渡し「ぎんれい」開発▲3
周波数割当(IARU)▲21
第7回SSWS▲8
STM振動空試験

FM設計・製作・試験▲20
第2回設計確認会
第8回SSWS▲27-28アンテナパ
ターン測定▲15-20熱真空試験▲28
再振動空試験

▲26
第9回SSWS
▲2-4
振動空試験
▲7-16
ベーキング・アウト
ガスレート測定・分
離衝撃試験
FM組立・環境試験・電気性能試験▲10
第10回SSWS

▲11
無線局予備
免許
▲24
無線局落成
検査

運用
可視光通信実験(2014年11月24日
大気圏再突入まで）

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2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚「ぎんれい」ミッション達成度
達成度合

ミニマムサクセス

フルサクセス

エクストラサクセス• 衛星のLED光観測• LED光を使用した可視 • LED光を使用した可 • LED光を使用した可視光通信によるクローズドループ姿勢制御
光通信によるダウンリ
視光通信によるアップ
ンク(衛星⇒地上)
リンク(地上⇒衛星)(地上⇔衛星)内容• 衛星からのLED光を地上に設けた設備(望遠鏡)により観測，写真撮
影• 地上からLED光源を変調，点灯して衛星へ向けてデータを送信し、衛星• 衛星からのLED光を変 • 地上からLED光源を
搭載受光素子(PD)で受光，復調。受調，点灯して地上へ向
変調，点灯して衛星へ
光素子の中心位置と受光位置のズ
けてデータを送信し、向けてデータを送信し、 レから衛星姿勢を決定。受光位置が地上で受光，復調
衛星で受光，復調
受光素子中心となるよう衛星姿勢を制御。継続的に実施することによるLED光を使用した地上局指向成果• 距離及び大気減衰の影
響確認，データの取得• 衛星の輝度データ取得• 可視光通信衛星追尾技
術の確立• 宇宙－地上間の可視光通信(片方向)技術の実証 • LED光を使用した可視光通信によ• LED光を使用した可視光通信による衛星の双方
る衛星の双方向通信の成立
向通信の成立(オープンループ姿勢制御時)(クローズドループ姿勢制御時)

項目

アマチュア • 「ぎんれい」からの衛星関無線サービス
連情報ビーコンの送信• アマチュア無線家からのコマンドに対する「ぎんれい」からの応答サービス―

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2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚「ぎんれい」外観
High Gain LED
32個の凹面鏡( データ送信・CW送信 )地球指向方向( 機軸方向 )受光部( 可視光通信実験用 )受信ループアンテナ×2個( アマチュア無線サービス用)

送信アンテナ×2個
モニタカメラ
（衛星の視野確認）モニタカメラ( 衛星視野確認 )受信アンテナ( 衛星管制用)+ZB

太陽電池アレイLow Gain LED
4側面に各1セット( 衛星捕捉・ビーコン用 )外部装置接続用I/Oポート衛星フレーム+YB+XB

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2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

機器配置
矢視B

バッテリ

光ファイバージャイロ
バッテリ

ZB

搭載計算機

ＹB
XB

矢視A

光学系

RW
電力分配器

ＹB

姿勢制御計算機

バッテリ

矢視A

XB
XB

矢視B

ＹB

ZB

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2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚「ぎんれい」主要諸元
外形寸法

398×398×445 mm ただし、衛星フレームを含む機軸方向が450 mm(包絡域設計要求：400×400×450 mm)

質量32.9kg(質量設計要求：30±6kg)
待機時

地心指向 (粗制御)

ミッション時地上局指向 (精制御)

姿勢制御
軌道

高度400km，軌道傾斜角65deg.

アップリンク：145MHz帯

1200bps

ダウンリンク：430MHz帯

1200bps

通信
待機時最大消費電力

9.4 W

ミッション時最大消費電力(瞬間)

152W

消費電力
電力

ミッション

発光用
光学系

最小発生電力(1周回平均)

7.9～19.3 W

受光用光学系

Φ 80×f 200 mm

High Gain LED
高速通信(モールス，FSK)用

φ35mm凹面鏡 ( 半値角3deg.) ×32個 ( 地球指向面 )Low Gain LED
ビーコン(モールス)用

LED単体 ( 半値角 55deg.) ×16個 ( 側面パネル各4個 )15wpm

15wpm, 1,200/9,600bps

アマチュア無線サービス

衛星情報ビーコン(モールス信号)送信，コマンドに対する自動応答

モニタカメラ（衛星の視野確認用）

CMOSカメラその他機能平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚LEDの光を集める凹面鏡と明るさ
凹面鏡
MirrorHigh
High Gain
Gain LED
LED

Low Gain LED

LED

High Gain LED

Low Gain LED

32個のLEDと凹面鏡
照射角：6度
消費電力：86.4W
光束：9600ルーメン

4個のLEDを衛星の4面に取り付け
照射角：110度
消費電力：89.6W
光束：1920ルーメン／１面

12畳用シーリングライト2個分

車のヘッドライト1個分

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2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

PDアレイ

受信光学系

APD

反射型凹面鏡

ドライバ

変調基板

地上局

（1.5mパラボラ鏡）

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2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

衛星からの光の強さと光が見える範囲
Low gain 照射範囲
(全方向)
約8等星の明るさ

Low gain LED

地上局
High gain 照射範囲
(細いビーム)
約1等星の明るさHigh gain LED

40km

地上局
地上照射範囲(高度400km、照射角6度の場合)

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変調装置
可視光通信変調装置は可視光によるデジタル信号をFSK変調する。設計仕様は、キャリア周波数：1.942MHz
通信レート：9.6kbps
インタフェース：変調データの
USB/RS-232C通信機能
専用データ処理装置で作成されたデータはUSB/RS232C経由でインタフェースCPU(SH7730ボード)に取り込まれ、
FPGAボードで変調された信号はLEDユニットのドライバーを駆動して、FSK変調された可視光が照射される。

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

復調装置
可視光通信復調装置は可視光によるFSK変調されたデジタル
信号を復調する。受光素子は3x3のアレイ状に配列されているため、9チャンネルの復調機能を有する。設計仕様は、受光ユニットCPU(SH-4)
外部とのインタフェース

FPGAボード
変換アダプタ(復調機能。ケース内部に配置)

キャリア周波数：1.942MHz
通信レート：9.6kbps
復調器：9ch独立
受光強度信号：9ch独立に各受光素子の出力(RSSI)を送出
インタフェース：復調データのRS-232C通信機能
受光用光学系で集光された光はフォトダイオードアレイ基板で結像し、各素子独立に受光した信号はFPGAボードで復調及びRSSI出力される。これらデータはCPU及びRS232C/USBインタフェースで専用データ処理装置に送出される。RSSI出力は FSK変調された可視光を常に追尾するための追尾用ジンバル装置に入力される。

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2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

大気減衰の評価
9，2km分の大気減衰が見られた
LED4：-11.47dB
LED2：-8.82dB
LED1：-6.05dB

人工衛星「きらり」での実績では

11.7km2.5km

受光素子：PD(
LEC
-RP
050
8）
感度0.
2A/
W
受光光学系：口径28㎝望遠鏡

快晴：-3.2dB
やや雲有り：-6～‐11dB

送信側：LE
D(N
VSW
119
A)
最大出力2.7
W/L
ED
凹面鏡、半値角3deg.

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2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

受光素子によるS/Nの比較
実験条件
発光側：「ぎんれい」搭載用凹面鏡１個
受光側：Φ80㎜/f=100㎜のレンズにPD、APD、PMTを取り付け
室内(距離25m)でスペクトルアナライザで測定し、フィルタにより距離換算を行う

PMT/PD=50.7dB

光電子増倍管（PMT）H7826
浜松ホトニクス Φ19mm

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2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

ダウンリンク実現の条件「ぎんれい」からのFSK変調されたLED光を受光し、復調するためには、S/N>20dBが必要であることが実験から求められた。
PMTのフロアレベルは-103dBm程度であり、口径80㎜のレンズでは-81.4dBmの受信電力が得られるため、この条件を満足する。
実際は口径280㎜の望遠鏡(-60.0dBm)を使用して実験を行った。

実測値

室内実測(4点)フィルタ距離換算

予測値‐81.4(Φ80㎜)
LED32個-40dB/Dec

推定値‐105.7(Φ80㎜)

300km

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2015.
2.13 信州大学特任教授 中島厚
平成25年度28社(法人会員)

信州衛星研究会参加企業(法人会員）並びに協力機関
長野県工業技術総合センター：振動試験

信光工業(株)：(黒色メッキ）(株)羽生田鉄工所：
構体系(CFRPパネル）

平成26年度2社追加(法人会員)(有)中澤鋳造所：銘板(有）ｴｺﾉｱﾍﾞｲ：運用）

長野県テクノ財団：
事業育成支援ダイイチ(株)：運用(光学系）(株)ワカ製作所：電源系(ﾊﾞｯﾃﾘ、DC/DCｺﾝﾊﾞｰﾀ)

長野市：クリーン
ルーム、主運用局

マリモ電子工業(株)：ミッション系(LED変復調器）(株)長野銀行：運用支援(移動局)

ﾏｲｸﾛｽﾄｰﾝ(株)：構体系(ｾﾝｻ)(株)ユニコン：構体系(CFRPﾊﾟﾈﾙ加工)(株)綿谷製作所：構体系
日亜化学工業(株)：LED、投光器(株)ダイワ：構体系(衛星保護ｶﾊﾞｰ、コンテナ)(株)小宮山土木：運用(追尾系)(株)ﾀﾞｲﾔ精機製作所：構体系(井桁加工)

信州吉野電機(株)：構体系(銘板)(株)東陽：ﾐｯｼｮﾝ系(受光光学系)(株)丸眞製作所：
構体系(表面処理）

KOA(株)：ﾃﾞｰﾀ処理
系(中央制御ボード)

諏訪東京理科大学：運用支援(株)赤羽電具製作所：
電気系
駒ケ根工業高校：
運用(株)ライト光機製作所：
ミッション系(受光光学系)(株)ハイデックス：
構体系(下面ﾊﾟﾈﾙ)多摩川精機(株)：姿勢制御系、ﾜｲﾔｰﾊｰﾈｽ
飯田航空宇宙プロジェクト：
構体系(LED凹面鏡、上面ﾊﾟﾈﾙ、地上用姿勢制御装置）(株)ｲﾝﾀﾞｽﾄﾘｰﾈｯﾄ
ﾜｰｸ：運用支援
飯田EMCセンター：
アンテナパターン測定(株)西山精密板金：構体系(株)キョウデン：基板

県外協力機関antenna1st.com：Li-ion電池

オブザーバ(独)宇宙航空研究開発機構(JAXA)(独)情報通信研究機構(NICT)(株)共進：構体系(Mg/VGCFボルト加工)
太陽工業(株)：構体系(Ti ﾜｯｼｬｰ加工)

県外企業
レボックス(株)：ミッション系(LED基板)(株)アウトスタンディングテクノロジー：
ミッション系(LEDドライバー)

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2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚「ぎんれい」サブシステムと連携企業の役割分担
姿勢制御系

通信系

その他各系

多摩川精機

GPS受信機モニタカメラカップラ カップラ カップラ カップラ カップラ

磁気トルカ(3軸)太陽センサ(MZ面)

保持開放機構コンバイナ
ディバイダ

磁気センサ(3軸)
リアクション

FOG(3軸)ホイール

アマチュア受信機(2軸)

アマチュアサービス用

アマチュア
送信機

中央制御ボード KOA

姿勢制御ボード

データ処理系
マリモ電子工業
アウトスタンディングテクノロ
ジー(LEDドライバー）

ミッション制御ボード
受光素子

ミッション系
ライト光機製作所及び東陽(受光系） High Gain

受光
レンズ

LED

レボックス(LED基板）
日亜化学工業(LED提供及び投光器製作）

長野銀行
可視光通信

ハーネス

アマチュア
受信機

振動ジャイロ(3軸)

多摩川精機

衛星状態
（温度・電圧など）
モニタセンサ地上局

Low GainLED

飯田航空宇宙PJ(LED取付け
凹面鏡及びパネル）

熱制御材

ｱﾏﾁｭｱ
バンド

構体
羽生田鉄工所(CFRPパネル）
飯田航空宇宙PJ（構体）
太陽工業（構体）
共進(構体）
ユニコン（構体）
丸眞製作所（構体）
ダイヤ精機製作所（構体）
ハイデックス（構体）信光工業(黒色メッキ)

その他の機器・地上装置
赤羽電具製作所
インダストリーネット
ワーク
電源系
太陽電池アレイマイクロストーン
(4面)
綿谷製作所
ワカ製作所
ダイイチ、小宮山土木
西山精密板金バッテリユニット 信州吉野電機
電力分配器)
諏訪東京理科大学(3ユニット)
駒ケ根工業高等学校
ダイワ、エコノアベイ
丸眞製作所
Antenna1st.com
中澤鋳造所
キョウデン
(リチウムイオン電池提供）
21

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2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚I/Oポート

搭載計算機
電力分配器

バッテリ

+XB軸

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2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚搭載計算機
Low Gain LED
ドライバー
バッテリ

バッテリ
+YB軸

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2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

姿勢制御用計算機
磁気トルカ

光ファイバー
ジャイロ

リアクションホイール
バッテリ

磁気トルカ

-XB軸

平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

Low Gain LED
ドライバー

電力分配機
リアクション
ホイール
バッテリ
磁気トルカ

-YB軸

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2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

平成26年2月10日、種子島宇宙センターにてロケットに取り付け

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2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

H-IIAロケットから分離された「ぎんれい」

分離約２秒後

7秒後

1２秒後

17秒後

2２秒後

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2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト「ぎんれい」運用計画と結果

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚2014.02.28 03:37(JST)(青字：実施済み)分離200秒後・RFアンテナ展開
・沿磁力線制御(Zコイル通電)
初期運用
・RF確認
・衛星HKデータ取得
・姿勢制御系他サブシステム確認・LEDチェック(短時間点灯)
姿勢制御系動作確認
・沿磁力線制御(データ解析)
・地心指向制御(磁気トルカモード、RWモード)
・地上局指向制御(同上)・Z軸レートダンピング(沿磁力線制御時)
・セーフティーモード
LEDミッション確認
・Low Gain LED(CW)・High Gain LED(FSK, CW)
・地上系は、目視、小型光学系、1mクラスの望遠鏡(他機関利用)、自作凹面鏡
・移動局(High Gain LED/CWモード受光・復調)
本格運用(軌道寿命まで。約1年間)・運用体制

03:52:57(15分57秒後)
04:01:17(24分17秒後)（１±0.5m/s、0.3deg/s以下)

国際登録： ShindaiSat
愛称： GINREI（ぎんれい）
コールサイン： JR0ZST
国際標識： 2014-009A
衛星カタログ番号： 39572
CWビーコン受信記録(打上げ直後)
・04:54 DK3WN(ドイツMike氏)で受信(06:10 JH0XBV(飯田今村氏)より報告)
・05:18:36 JR0ZSS(松本局)で1stパスを受信
・17:09:33 JR0ZSU(長野局)で受信

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2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚「ぎんれい」LED点灯実験結果一覧(平成26年4月24日～11月22日)

実験
No.

日時

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

(日本時間)
4月24日午前2時台(北行パス)
4月26日午前1時台(北行パス)
4月28日午前1時台(北行パス)
5月6日午後10時台(北行パス)
5月8日午後9時台(北行パス)
5月28日午前1時台(南行パス)
5月29日午前0時台(南行パス)
5月30日午前1時台(南行パス)
5月31日午前0時台(南行パス)
6月1日午前0時台(南行パス)
6月3日午前0時台(南行パス)
6月4日午後11時台(南行パス)
7月21日午前0時台(北行パス)
7月22日午後11時台北行パス)

15

7月24日午後10時台(北行パス)

16
17
18
19
20
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33
34

7月26日午後10時台(北行パス)
7月27日午後10時台(北行パス)
7月29日午後9時台(北行パス)
7月31日午後9時台(北行パス)
8月18日午前1時台(南行パス)
8月19日午前0時台(南行パス)
8月20日午前0時台(南行パス)
8月21日午前1時台(南行パス)
8月21日午後11時台(南行パス)
8月23日午前0時台(南行パス)
8月23日午後11時台(南行パス)
8月24日午後11時台(南行パス)
8月25日午後10時台(南行パス)
8月26日午後10時台(南行パス)
8月28日午後10時台(南行パス)
8月29日午後10時台(南行パス)
8月30日午後9時台(南行パス)
8月31日午後9時台(南行パス)
9月1日午後8時台(南行パス)

主LED

副LED

結果

×
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○

備考
観測
確認 PD/PMT取付×
千葉県沖。リアルタイムコマンド不通により不点灯○
関東上空。北海道陸別町で動画撮影。約1等星の明るさ
×長野県上空。天候不順
×
群馬県上空。リアルタイムコマンド。LOS近くで点灯○
長野県上空。リアルタイムコマンド。LOS近くで点灯。陸別町で撮影○
中部地方西部上空。自動点灯。岡山県美作市で撮影
×
北海道上空。天候不順○
関西上空。リアルタイムコマンド。長野、富山で点滅を確認
×
北海道上空。リアルタイムコマンド。LOS近くで点灯○
関西上空。自動点灯。富山市(動画)及び美作市(デジカメ)で撮影
×
関西上空。自動点灯
×
関西上空。リアルタイムコマンド
×
長野県上空。自動点灯。天候不順
×
関東上空。リアルタイムコマンド。天候不順○○

千葉県東部上空。自動点灯。長野県は天候不順。宮城県丸森町(デジカメ)及び陸別町(動画)
で撮影

○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
×
○
○
○

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×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×

千葉県沖。自動点灯
九州西部上空。自動点灯。台風で天候不順
九州東部上空。自動点灯。天候不順
関西西部上空。自動点灯。天候不順
関西上空。自動点灯。天候不順
北海道東部上空。リアルタイムコマンド。天候不順
長野県上空。自動点灯。天候不順
九州西部上空。自動点灯。天候不順
東北南部上空。自動点灯。天候不順
九州北部上空。自動点灯。天候不順
東北地方上空。リアルタイムコマンド。LOS近くで点灯
中国・四国地方上空。自動点灯。天候不順。電圧低下
北海道西部上空。リアルタイムコマンド。LOS近くで点灯
関西上空。自動点灯。天候不順
長野県上空。自動点灯。天候不順
九州上空。コマンド不通により点灯せず
東北地方上空。自動点灯。天候不順
中国・四国地方上空。自動点灯。天候不順
北海道西部上空。自動点灯

モールス FSK モールス 点灯
○
○
○
○
○
○
○
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○
○
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○
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○
○
○

平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

35

9月3日午後7時台(南行パス)

36

9月4日午後7時台(南行パス)

○
○

○

×

○

×

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

PD(銀河の森天文台口径1m望遠鏡)

北海道上空。自動点灯。銀河の森天文台でPD(フォトダイオード)素子による測光。可視光通信実験。夕方から雲に覆われ観測不可
長野県上空。自動点灯。千葉県で写真撮影したが観測できず

S3

9月29日午前3時台(北行パス)

○

○

○

PD(富山市天文台口径１m 関東上空。自動点灯。特別実験(山梨県、長野県、富山県、岡山県での観測体制)。富山市天文台(動画)及び望遠鏡)
長野県須坂市(眼視)で観測。富山市天文台でPD素子による測光(スペアナで検出できず)

S4

10月2日午前2時台(北行パス)

○

○

×

PD(富山市天文台口径１m 富山県上空。自動点灯。特別実験・富山市天文台でPD素子による測光(LED光が観測できず)。ほぼ天頂付
望遠鏡)
近を通過したため照射範囲外と思われる

37

10月15日午後10時台(北行パス)

○

○

×

千葉県上空。自動点灯。

38

10月16日午後10時台(北行パス)

○

○

×

九州上空。リアルタイムコマンド。LOS近くて点灯

39
40
41
42

10月18日午後9時台(北行パス)
10月19日午後9時台(北行パス)
10月21日午後8時台(北行パス)
10月22日午後8時台(北行パス)

○

○
○
○
×

×
×
×
×

千葉県沖。自動点灯
九州東部・中国地方上空。自動点灯
千葉県沖。第39回よりも更に沖合上空。陸地での観測困難
関西上空。バッテリ電圧の回復が遅いためLED点灯実験中止

43

10月25日午後7時台(北行パス)

○

○

×

アップリンク(モールス)実験○○○

長野県上空。自動点灯。但しバッテリ電圧低下により天頂付近通過後に低消費電力モードに移行。伊那市創造館で公開観測会。初めてアップリンク用灯光器を使用

44

10月28日午後5時台(北行パス)

○

○

×

千葉県沖。自動点灯。太陽光を反射した「ぎんれい」が各地で見られた。東京(鈴木氏)で撮影された画像にはアップリンク(モールス)実験。太陽の反射光は確認できるが、LED光は確認できず。
PMT(富山市天文台口径１ 栄小学校で公開観測会。あいにくの曇り空だが「ぎんれい」に向けてモールス光でメッセージを送る。
m望遠鏡)
富山市天文台でPMT(電子増倍管)による測光(LED光が検出できなかったため、スペアナでの検出が不可)。
動画撮影(太陽光反射)45

10月29日午前3時台(南行パス)

○

○

×

PMT(富山市天文台口径１ 長野県上空。リアルタイムコマンド。LOS近くでの点灯のため観測困難
m望遠鏡)
富山市天文台でPMTによる測光(観測できず)

46

10月29日午後6時台(北行パス)

○

×

×

長野県西部上空。リアルタイムコマンドを試みるが電波不通のためLED点灯せず。
太陽光反射が各地で観測

47
48
49

10月30日午前3時台(南行パス)
11月2日午前2時台(南行パス)
11月3日午前2時台(南行パス)

○
○
○

×
○
×

×
×
×

関西上空。リアルタイムコマンドを試みるが電波不通のためLED点灯せず
東北地方南部上空。リアルタイムコマンド
関西上空。事前及びリアルタイムコマンドを試みるが電波不通のためLED点灯せず

50

11月15日午後9時台(南行パス)

○

○

×

PMT(銀河の森天文台口径
北海道東部上空。自動点灯。銀河の森天文台でPMTによる測光(観測できず)
１m望遠鏡)

51

11月16日午後9時台(南行パス)

○

○

×

PMT(銀河の森天文台口径
北海道上空。自動点灯。銀河の森天文台でPMTによる測光(観測できず)
１m望遠鏡)

52

11月17日午後8時台(南行パス)

○

×

×

53

11月18日午後8時台(南行パス)

○

○

×

双方向可視光通信実験。
28㎝望遠鏡で受光

54

11月20日午後8時台(南行パス)

○

○

×

アップリンク(モールス)実験。東北地方上空。自動点灯。宮城県柴田町「太陽の村」で公開観測会。また同時に石巻市で観測。「ぎんれい」
28㎝望遠鏡で受光からのLED光確認できず

55

11月21日午後7時台(南行パス)

○

○

×

アップリンク(モールス)実験。
東北地方上空。リアルタイムコマンド。石巻市で観測。「ぎんれい」からのLED光確認できず
28㎝望遠鏡で受光

56

11月22日午後7時台(南行パス)

○

○

×

アップリンク(モールス)実験。東北地方上空。自動点灯。
28㎝望遠鏡で受光
岡谷市諏訪湖畔で最後の観測会。「ぎんれい」の軌道が東北地方上空のため長野県からの観測は困難

北海道西部上空。HKデータ取得のためLED点灯実験中止
東北地方上空。自動点灯。八戸市で初めての双方向可視光通信実験を実施。
アップリンク：赤道儀に灯光器セット。FSK変調光を「ぎんれい」に向けて送信
ダウンリンク：「ぎんれい」からのLED光を口径28㎝の望遠鏡＋PMTで受光。あいにくの曇り空で通信実験できず平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

平成26年4月26日午前1時過ぎ(日本時間)
図中の各市で見える方向は別途星図で示します。
午前1時46分頃 陸別

午前1時45分頃 青森「ぎんれい」の光が見える範囲(幅約100km)
但し南北にずれる可能性有り

長野
午前1時43分頃 富山

奈良午前1時42分頃「ぎんれい」の進行方向(高度約400km)

平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

銀河の森天文台から見た「ぎんれい」
平成26年4月26日午前1時41分(日本時間)頃に南の空の地平線から出現、1時46分前後に辺りを移動しながら数十秒間光る予定。図は1分ごとの「ぎんれい」の位置を示しています。

の予報より約20
秒遅れて観測01:46:09
01:47:09

01:48:09
01:45:09

01:44:09
01:49:09
01:43:09平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚「ぎんれい」のモールス信号
北海道陸別町にある銀河の森天文台で撮影に成功(平成26年4月26日午前1時46分37秒)

0.2 sec

SHINDAISAT 一部

0.6 sec

0.2 secI

0.6 sec

S(時間の流れ)A

T平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

富山市天文台で撮影された「ぎんれい」の副LEDモールス信号

富山市天文台(富山市三熊49-4)
http://www.tsm.toyama.toyama.jp/tao/

丸印が「ぎんれい」のLED光(信大HPでは動画で見れます)
撮影データ：
日時：2014年6月1日午前0時42分40秒
望遠鏡：富山市天文台１ｍ望遠鏡（口径1000mm、焦点距離8000mm）
口径について：光を２分割しているので実質口径は約700mm
焦点距離について：f=60mmのアイピースとf=6mmF0.8のビデ
オレンズにより800mmに変換
ビデオカメラ：WATECのWAT-100N
視野：直径で約22arcmin
限界等級：約11等
撮影者： 富山市科学博物館附属富山市天文台 林 忠史 主査学芸員（天文担当）

平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚「ぎんれい」構体温度変化
2014.02.28 – 06.03
上面パネル

全日照
5/14 17:15-5/23 11:43

FOGデータRWによる姿勢変化

沿磁力線モード

セーフモード平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

第15回LED
点灯実験の予定と結果
平成26年7月24日(木)午後10時台のパスにおいて主LED点灯実験を実施。長野市から見える「ぎんれい」は午後10時55分から午後11時02分(日本時間)にかけて、南南西から北東に移動。
「ぎんれい」の進行方向とそれに伴う主LED光の光跡を図に示す。中心付近は約１等星の明るさであり、その周辺は約４等星の明るさまでの範囲を示してある。見える時間は10秒～20秒程度。
宮城県丸森町(静止画)と北海道銀河の森天文台(眼視と動画)で確認。
長野県内は天候が悪く観測できなかった。

平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

宮城県丸森町で撮影された「ぎんれい」
第15回LED点灯実験(主LED点灯)
撮影データ
日時：平成26年7月24日午後11時00分(JST)頃発光。
DE JR0ZST の内 DE J を観測
カメラ：CANON EOS6D
レンズ：EF70-200(70mm) F/2.8
露出：10秒
ISO感度：12800
追尾モード：自動追尾
場所：宮城県伊具郡丸森町字松地内(140-42-31E,+37-54-48, 標高472m)
撮影者：大槻功氏

移動方向

拡大図

平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

銀河の森天文台で撮影された「ぎんれい」
第15回LED点灯実験(主LED点灯)
撮影データ
日時：平成26年7月24日午後11時01分56秒(JST)頃発光。
JR0ZST ShindaiSat の内 T Shi を観測
カメラ：CANON EOS-1D X 動画モード
レンズ：EF50mm F/1.4
画像サイズ：1920X1080
ISO感度：102400
追尾モード：自動追尾(φ115㎝望遠鏡に同架)
場所：北海道足寄郡陸別町字遠別りくべつ宇宙地球科学館
撮影者・報告者：筧伸浩氏、村田拓也氏

移動方向(左図参照)

平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚

可視光通信実験局（固定局and/or移動局)
信州大学工学部
可視光通信範囲（直径40km)

ぎんれいプロジェクト運用クラブ松本(バックアップ局）

ぎんれいプロジェクト運用クラブ(工学部主管制局）

電波局（アマチュア無線帯)

平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚「ぎんれい」との双方向可視光通信実験風景
この先を「ぎんれい」が飛行

送信側投光器
受光側小型望遠鏡

2014年11月18日 多摩川精機(株) 八戸事業所にて平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚「ぎんれい」の高度変化（その⑧最終）
最終データ(日本時間平成26年11月24日午後0時08分の軌道データ)

近地点Perigee: 150.4 km
遠地点Apogee: 168.0 km
軌道傾斜角Inclination: 65.0 °軌道周期Period: 87.5 minutes
軌道長半径Semi major axis: 6530 km
TLE(Two-line elements)
1 39572U 14009A 14328.13084988 .28848087 76253-5 66603-3 0 4474
2 39572 064.9728 197.0096 0013534 259.7861 100.1802 16.45181032 42403

この4時間37分後の午後4時45分に大気圏再突入し、流れ星となる打ち上げ後の高度変化

大気圏再突入前7日間の変化

縦軸:高度(km)横軸：打ち上げ後の経過日数(日)縦軸:高度(km)横軸：打ち上げ後の経過日数(日)平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚信州大学が提案する
LED可視光通信利用のすそ野の広がり・ 発展性
フォーメーションフライト
可視光宇宙通信

地上／宇宙通信
ドクターヘリ

洋上／宇宙通信
リモートセンシング

洋上／空中通信
洋上ブイ

洋上ブイ
燈台からの情報発信
定点観測機

-

-

海洋探査ビークル

水中通信

水中ブイ

深海探査船
救命センター
LED懐中電灯(個人からの情報発信)平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

懐中電灯型可視光送受信装置

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚平成26年度電波航法研究会第3回研究会：ぎんれいプロジェクト

2015. 2.13 信州大学特任教授 中島厚「ぎんれい」は平成26年11月24日午後4時45分(日本時間)
大気圏に再突入して消滅、そのミッションを終了しま した

多くの皆様のご支援,ご協力に心より感謝致しますSpace-track.org decay_msg
NORAD DECAY_EPOCH

REV DIRECTION LAT LON

39572 2014-11-24 07:45:00 4245 ascending 41.4 42.1
日本時間
平成26年11月24日午後4時45分
4245周回
北緯 41.4度、東経 42.1度
トルコ北部(グルジアとの国境近く)