研究開発

加圧側ポート

人工衛星の地球再突入時に分解・消失する複合材推薬タンクの開発

人工衛星の推進燃料タンクが地球再突入時に燃え尽きず、地上に落下する場合があり、世界的な課題となっています。
推進系グループは、再突入時に溶融、消失するだけでなく軽量、低コストで産業的にも競争力を持ったタンクの開発を進めています。

溶融性と他の機能性を兼ね備えたタンクを目指す

アルミライナ（内側）CFRP（外側）

ドーム部

直胴部の要請を受け、研究開発に着手しました。
人工衛星に使われる従来のタンクの多くはチタン合金製です。同グループの増田井

排出側ポート

特集が落ちないかは重要な課題でした。実験の研究 宇宙機システムをよりスマートに開発 次世代ソフトウェア・アーキテクチャの研究

スを聞くことがあります。寿命を迎えた人コスト、短納期で溶融性の高い推薬タンク害を起こさないタンクの開発を進めていま

工衛星の多くは大気圏再突入時に燃え尽きの開発に取り組んでいます」と話します。

すが、「 従来のタンクと同様の質量で、かつポイントは材料の選定。チタン合金より安価、短納期といった点がJAXAのタンクの強みとなります」（升岡開発員）。

人工衛星の部品の中でも、 燃え尽きにく果、アルミ合金製のタンク全体に、カーボン今後は、試作と認定を行う予定です。世い のが、軌道・姿勢制御エンジン用の液体推ファイバ強化プラスチック（CFRP）の繊維界の人工衛星の標準的なタンクとしての実薬が入ったタンクです。
材料の融点の高さ、形を巻いて覆う構成をとることにしました。

用化が期待されています。

耐用年数は15年以上世界の人工衛星タンクのエースへ話を聞いた人状、大きさなどが燃え尽きにくい理由です。
溶融しやすい推薬タンクを開発する。
この課題にいま、推進系グループは取り組んでいます。
ＪＡＸＡ安全・信頼性推進部から開発中のタンクは、アルミ合金とCFRPからなるため「複合材推薬タンク」とよばれ人工衛星の地球再突入時に分解・消失する

複合材推薬タンクの開発結果、15年以上問題ないことが確認されています。
世界の宇宙機関等も再突入時に地上被融点が低く、かつ軽量で強度を考えた結2014 Autumn

複合材推薬タンクの構造
推薬及び加圧ガスの充填・排出は天地のポートで実施、直胴部の長さを変えることでタンクの容積を変える

出夫主任開発員は、「性能を保ちながら、低るため、地上での被害のリスクがあります。

Vol.

ベーン式 PMD

人工衛星が地球に落下するというニューますが、一部は燃え尽きず地上に落ちてく

4

タンク取付部

CFRP
スカート部

推進系グループ
左より、池田博英 推進系グループ長（代理）、増田井出夫 主任開発員、香河英史 技術領域リーダー、升岡正 開発員「だいち2号」に搭載
XMODでデータ高速伝送時代を拓く地球表面の鮮明な画像データを送り始めた「だいち2号」。
観測データを電波に変調する装置には、地球観測衛星としては世界最高速度（800Mbps）を実現する「X帯高速マルチモード変調器（XMOD）」が初めて搭載され、大容量データのています。同チームは、性能や安全性を、高速伝送を支えています。

様々な解析や実験で評価しました。溶融性については、解析だけでなく、構造技術研究グループ及び風洞技術開発センターの話を聞いた人協力を受けレーザー加熱試験やアーク加稲岡和也

熱風洞試験で確認。
また、無重力環境でも推薬がエンジンに供給できることも落下棟を使った微小Ｇ試験で確認しました。様々アルミ合金とCFRPの複合材を再突入空力加熱環境にさらし溶融性を評価

通信・データ処理グループ 開発員

な評価の中で、推薬のヒドラジンにタンク材料が溶け出さないか、変質して材料強度持っているのは従来型チタンタンク

シンポジウム・ワークショップ開催のお知らせ

お知らせ：REX-Jプロジェクトの開発・運用に貢献された企業・大学に感謝状を授与！

最新 の 研究成果、内外 の 関連分野 の 動向などをご紹介するとともに幅広2014年7月8日（火）研究開発本部は、REX-Jプロジェクトの開発／運用を通じて、プロジェクト

い 情報交換 の 場としても 活用して 頂きたく、多くの 皆様 のご参加とご来の成功に協力／貢献された企業・大学に対し、その功績を称え、感謝状を授与しました。

場をお待ちいたしております。

授与しました企業・大学とその 貢献・功績は以下 の 通りです。今後も引き続きご協力をお願【第11回宇宙環境シンポジウム】

い申し上げますとともに、より一層のご発展をお祈りします。

（水）
〜11日
（木） 会場：大阪府立大学「I-siteなんば」
開催日：12月10日

詳細はHPをご確認ください。

http://www.ard.jaxa.jp/publication/event/2014/141210.html【第6回スペースデブリワークショップ】

http://www.ard.jaxa.jp/publication/event/2014/141217.html

研究開発本部 広報誌
宇宙開発最前線！
2014年10月発行

観測画像を地上に伝送しました。今後は、災害時の状況把握、森林伐採の監視、海氷の観測など

・THK株式会社殿（ロボットハンドの開発）への本格的な活用が期待されています。
「だいち・学校法人東京理科大学殿（小型カメラの開発）

詳細はHPをご確認ください。

いち2号」（ ALOS-2）がJAXA種子島宇宙センターから打ち上げられ、6月には初となる鮮明な・三菱重工業株式会社殿（ロボットシステムの統合・開発）

・国立大学法人東京工業大学殿（開発・運用・実験データ解析）

会場：JAXA 調布航空宇宙センター 事務棟1号館講堂

2014年5月24日、陸域観測技術衛星2号「だ・株式会社ウェルリサーチ殿（伸展式ロボットアームの開発）
・株式会社エイ・イー・エス殿（開発・運用・実験データ解析の支援）

（水）
〜19日
（金）
開催日：12月17日「だいち2号」の膨大なデータを迅速に伝送するために・国立大学法人東北大学殿（実験データ解析：ロボットの動力学解析）

発行：JAXA（宇宙航空研究開発機構）研究開発本部
発行責任者：JAXA研究開発本部 研究推進部長 今井良一
〒305-8505 茨城県つくば市千現2-1-1
TEL:029-868-5000 FAX:029-868-5969
ホームページ : http://www.ard.jaxa.jp/

2号」は一度に広い範囲の地表を精密検査します。そのため、観測データは膨大になりますが、そのデータを迅速に地上へ伝送するために、「X帯高速マルチモード変調器（XMOD）」という新たな変調器が搭載されています。通信・データ処理
グループは、次世代の宇宙機データ送信を支えることを目的として、この装置を開発しました。
2014年5月に打ち上げられた「だいち２号」

観測データ直接伝送システムの機能ブロック図

XMOD
データ処理装置

ベースバンド部：
データ処理装置からのデータを、16QAM またはQPSK のディジタル変調を行うことでベースバンド信号を生成する（右図参照）。ベースバンド信号は帯域制限された後、D/A（デジタル / アナログ）変換器でアナログ信号に変換され、RF 部に出力する。
RF 部：
ベースバンド部から出力された信号を直交変調器によって、X 帯（8GHz 帯）RF 信号に変換する。

XMOD本体標準寸法は176.0mm×97.4mm×259.1mm

RF部

・耐放射線設計・CCGA（セラミック・コラム・グリッド・アレイ）実装・評価

X帯増幅器

X帯フィルタ

所要の電力まで信号を増幅する。

帯域外のレベルを低減する。

10.5

0000

0001

0100

0101

1100

1101

1000

1001000110111

1111

1011

0010

0110

1110

1010

-0.5
0.5
0
In-phase Amplitude

1-1

1000

0.5
0-0.5

-0.5
-1

101

11-1

16QAMマッピング例-1-0.50.50In-phase Amplitude

QPSKマッピング例

1X 帯地球局：
X 帯 RF 信 号 を 受
信・復 調 し、デ ータを取得する。

可能な集積回路)を使用しました。にストレスが発生するという課題がありま「800Mbpsを達成するには開発当時、宇した。そこで、熱膨張率の低い基板を採用

宙用FPGAで最も高速で動作するSRAMするなど、熱によるストレスを極力抑えまし

ベースFPGAの採用が不可欠でした。
」

た。
また、JAXAで初採用のパッケージ構

しかしながら、SRAMの特性上、宇宙放射造であったため、入念に振動、衝撃、熱衝撃線の影響によりSEU(シングルイベントアッ等の評価試験を行いました。その結果、想プセット)等の現象が起き、これを起因とす定する宇宙環境下で十分な耐性を有するるソフトエラーが発生する可能性がありまことが確認でき、CGAの実装・検査工程のした。そこで信頼性を確保するため、以下のプロセスを確立することができました。

対策を講じました。

これらの取り組みにより、今後の宇宙機

まず、FPGAのプログラム領域を定期的搭載コンポーネントの高性能化を先導するに上書き（スクラビング）する機能を実装し技術の基礎を築いたといえ、コンポーネンました。
この機能により、プログラム領域でト開発の基盤技術の向上に大きく貢献したす。地球観測衛星では、変調器を使って観起きる放射線エラーを放置せずに対処しと考えています。

測データを、X帯(8GHz帯)の電波に乗せます。加えて、スクラビングで復帰できないて、地上局に送信しています。

放射線エラーも想定し、エラーを検知した「だいち２号」に搭載されたXMODは、地際に自動的にエラー発生前の状態に復帰

球 観 測 衛 星として 世 界 最 高 速 度 であるさせる機能を加えました。
さらに、主要な回変調器とは、情報を電波に乗せる装置で800Mbpsでの通信を可能にします。従来路を3重化し、1つの回路でエラーが発生の方式との大きな違いは、16QAMとよばしても、多数決判定により、正常動作を維れる一度に16通り（4ビット）の値を扱える持することを可能にしました。

変調方式を採用したことにあります。従来

もう 一 つ 大 き な 挑 戦 が ありまし た 。の方式であるQPSKでは4通り（2ビット）でSRAMベースFPGAは、1140本のピンがした。16QAMは地上の変調器ではすでに格子状に1mm間隔で並んだCCGA（セラ普及している変調方式でしたが、宇宙機へミック・コラム・グリッド・アレイ）とよばれるの採用はチャレンジングなものでした。

パッケージ構造であり、全ピンの目視検査

次世代ソフトウェアアーキテクチャの研究
小型人工衛星を対象に、次世代ソフトウェアアーキテクチャを開発するための研究を宇宙実証研究共同センターが進めています。
人工衛星などの宇宙機システムの開発効率化や、機能や利便性向上などが期待されます。

動作の説明は左下部参照。

Quadrature Amplitude

センサデータを記録・保持し、地球局との通信を行う際に、デ ー タ を 再 生、XMOD に出力する。

Quadrature Amplitude

観測センサ

X帯アンテナベース
バンド部

宇宙機システムをよりスマートにソフトウェア構成をレゴブロックのように話を聞いた人

新たなソフトウェア・アーキテクチャの研究対象となっている
小型人工衛星「SDS-4」

中島佑太

森下拓往

宇宙実証研究共同センター
開発員

宇宙実証研究共同センター
開発員

プは、2012年に打ち上げられた小型衛星飛行機を連携させた写真提供サービスの「SDS-4」開発時に、「 同じやり方で、衛星検討や、サービス間の比較もしやすくなりを10機、20機と作るのは厳しい」と課題をます」と話します。

人工衛星などの宇宙機システムは、ハー認識しました。そこで、ソフトウェアの構成ドウェアとソフトウェアで構成されていま要素をコンポーネント化し、ソフトウェア各す。例えば、衛星に装備されるカメラなどの層のインターフェイスの仕様を統一化す

装置はハードウェアですが、装置を動作さる、レゴブロック 型のソフトウェア構成をせるのはソフトウェアです。

目指すことになりました。

人工衛星にロボットOSを適用して検証
現在、同グループは、SDS-4の姿勢制御系ソフトウェアに「ROS」というOSを導入

宇宙実証研究共同センターは、宇宙機におけるサービス、ソフトウェア及びハードウェアの構成と関係性を見直すことで、衛星開発の効率化やサービス、利便性の利点は効率化、システム連携、異分野融合と様々宇宙機システムのソフトウェア構成が刷向上につなげようとする研究を進めてい新されると、様々な利点が得られそうです。

ます。

した場合の成果や課題を検討しています。
ROSは、ロボット分野の標準OS。オープンソースで開発が進められており、宇宙開発とは違う分野にあるコミュニティの存在が導入のポイントです。

「レゴブロックのパーツは大きさや形が一つは開発の効率化です。
ソフトウェア「今後は、ROSコミュニティと宇宙開発の決まっているし、はめ込むポッチの規格寸のコンポーネントを入れ換えるだけで済む相乗効果が狙えるような研究課題について法も同じため、パーツの取り付けや置き換ようになれば、設計変更の影響を最小限にも検討していきたい。究極的には、アーキテ

えが簡単です。
もしこれを材木と接着剤でとどめられます。新たな機能も追加しやすクチャを通じて抽象度の高い全体サービスやろうとすれば大変です」。この喩え話をくなります。

設計が可能となり、宇宙と異なる分野をつするのは、同センターの中島佑太開発員。

実用面にも利点があります。例えば、衛従来の衛星におけるソフトウェアの構成は星システム間でソフトウェア構成を共通化

いわば 材木-接着剤 型でした。同グルーすることで、衛星と衛星間や、衛星と地上ないだサービスがたくさん生まれる状況になることが理想です」（中島開発員）。

間の、連携や機能分散を進められます。
将来的には、生活面の利便性も高まるかもしれません。人工衛星のソフトウェア構
成が確 立し体 系 化 すれば、自動 車 、飛 行機、電子機器、ロボットなどの異分野の製XMODの開発に携わったスタッフ
左より、谷島正信 通信・データ処理グループ長、稲岡和也 開発員、田島成将 開発員

品との間でのサービス連携が検討されやすくなり、利便性が高まると期待できます。
同グループの森下拓往開発員は、「 衛星とソフトウェア検証実験装置

次世代ソフトウェア・アーキテクチャの研究に携わったスタッフ
左より、三浦尚幸 開発員、西村尚樹 開発員を行うことはできないことと、FPGAと基初採用のリスクを乗り越える盤との熱膨張率の違いで、はんだ接合部「宇宙機で使用する部品は実績が重視さ

地球観測衛星用変調器のスタンダードとしてSDS-4 (Before)
Software

研究アウトプット (After)
定点トラッキング観測カメラアプリケーションれます。
また、宇宙放射線の影響に対する処

こうし て「 だ い ち 2 号 」に 搭 載 され た置も必要です。
しかし、800Mbpsを実現す

XMODは、衛星から地上へのデータ伝送るために、XMODでは今までの宇宙機では量が大容量化する時代に応えるための装使用していなかった高性能な部品の採用に置といえます。XMODは様々な衛星からの踏み切りました」。通信・データ処理グルー

要 求 に 対 応 す るた め に 、8 0 0 M b p s（プの稲岡和也開発員はこう話します。

16QAM）だけでなく、400Mbps（ QPSK

Gyro処理

STT処理

WHL処理

XMODの心臓部であるベースバンド部）、200Mbps（QPSK）の3つのモードを有GyroStar Tracker

Wheelには、JAXAの宇宙機では初採用となるします。今後、XMODは地球観測衛星用変SRAM（読み込み、書き込み可能な揮発メモリ）ベースのFPGA(プログラム書き換え

パドル展開中の「だいち２号」
XMODにより送信された画像

Upper LAYER
Hardware

姿勢決定

軌道決定

太陽指向制御期待される成果

アプリケーション（サービスモデル）

Middle LAYER

宇宙機システムレベル

Hardware LAYER

ハードウェア依存処理

従来のソフトウエア・アーキテクチャ

階層型ソフトウエア・アーキテクチャ

調器のスタンダードとして、各種衛星に搭載されていく予定です。

研究開発の概念図。
アーキテクチャをコンポーネント化させると様々な利点を得られる可能性がある

ソフトウェア
開発効率化と拡張性向上

シームレス化異文化を融合したプロトタイピング

宇宙機用ではないアルゴリズムの利活用

地上設備 / 搭載
ソフトウエア新しいビジネスモデルの創出

小型宇宙機への適用

複数衛星の連携

新しいサービスの創出

衛星の機能分散

新しいユーザー体験の創出

観測データ直接伝送システムの機能ブロック図

XMOD
データ処理装置

ベースバンド部：
データ処理装置からのデータを、16QAM またはQPSK のディジタル変調を行うことでベースバンド信号を生成する（右図参照）。ベースバンド信号
は帯域制限された後、D/A（デジタル / アナログ）変換器でアナログ信号に変換され、RF 部に出力する。
RF 部：
ベースバンド部から出力された信号を直交変調器によって、X 帯（8GHz 帯）RF 信号に変換する。

XMOD本体標準寸法は176.0mm×97.4mm×259.1mm

RF部

・耐放射線設計・CCGA（セラミック・コラム・グリッド・アレイ）実装・評価

X帯増幅器

X帯フィルタ

所要の電力まで信号を増幅する。

帯域外のレベルを低減する。

10.5

0000

0001

0100

0101

11001101

1000

100100011

0111

1111

1011

0010

0110

1110

1010

-0.5
0.5
0In-phase Amplitude

1-1

1000

0.50-0.5-0.5
-1

101

11-1

16QAMマッピング例-1-0.50.50In-phase Amplitude

QPSKマッピング例

1X 帯地球局：
X 帯 RF 信 号 を 受
信・復 調 し、デ ータを取得する。

可能な集積回路)を使用しました。にストレスが発生するという課題がありま「800Mbpsを達成するには開発当時、宇した。そこで、熱膨張率の低い基板を採用

宙用FPGAで最も高速で動作するSRAMするなど、熱によるストレスを極力抑えまし

ベースFPGAの採用が不可欠でした。
」

た。
また、JAXAで初採用のパッケージ構

しかしながら、SRAMの特性上、宇宙放射造であったため、入念に振動、衝撃、熱衝撃線の影響によりSEU(シングルイベントアッ等の評価試験を行いました。その結果、想プセット)等の現象が起き、これを起因とす定する宇宙環境下で十分な耐性を有するるソフトエラーが発生する可能性がありまことが確認でき、CGAの実装・検査工程のした。そこで信頼性を確保するため、以下のプロセスを確立することができました。

対策を講じました。

これらの取り組みにより、今後の宇宙機

まず、FPGAのプログラム領域を定期的搭載コンポーネントの高性能化を先導するに上書き（スクラビング）する機能を実装し技術の基礎を築いたといえ、コンポーネンました。
この機能により、プログラム領域でト開発の基盤技術の向上に大きく貢献したす。地球観測衛星では、変調器を使って観起きる放射線エラーを放置せずに対処しと考えています。

測データを、X帯(8GHz帯)の電波に乗せます。加えて、スクラビングで復帰できないて、地上局に送信しています。

放射線エラーも想定し、エラーを検知した「だいち２号」に搭載されたXMODは、地際に自動的にエラー発生前の状態に復帰

球 観 測 衛 星として 世 界 最 高 速 度 であるさせる機能を加えました。
さらに、主要な回変調器とは、情報を電波に乗せる装置で800Mbpsでの通信を可能にします。従来路を3重化し、1つの回路でエラーが発生の方式との大きな違いは、16QAMとよばしても、多数決判定により、正常動作を維れる一度に16通り（4ビット）の値を扱える持することを可能にしました。

変調方式を採用したことにあります。従来

もう 一 つ 大 き な 挑 戦 が ありまし た 。の方式であるQPSKでは4通り（2ビット）でSRAMベースFPGAは、1140本のピンがした。16QAMは地上の変調器ではすでに格子状に1mm間隔で並んだCCGA（セラ

普及している変調方式でしたが、宇宙機へミック・コラム・グリッド・アレイ）とよばれるの採用はチャレンジングなものでした。

パッケージ構造であり、全ピンの目視検査

次世代ソフトウェアアーキテクチャの研究
小型人工衛星を対象に、次世代ソフトウェアアーキテクチャを開発するための研究を宇宙実証研究共同センターが進めています。
人工衛星などの宇宙機システムの開発効率化や、機能や利便性向上などが期待されます。

動作の説明は左下部参照。

Quadrature Amplitude

センサデータを記録・保持し、地球局との通信を行う際に、デ ー タ を 再 生、XMOD に出力する。

Quadrature Amplitude

観測センサ

X帯アンテナベース
バンド部

宇宙機システムをよりスマートにソフトウェア構成を
レゴブロックのように話を聞いた人

新たなソフトウェア・アーキテクチャの研究対象となっている
小型人工衛星「SDS-4」

中島佑太

森下拓往

宇宙実証研究共同センター
開発員

宇宙実証研究共同センター
開発員

プは、2012年に打ち上げられた小型衛星飛行機を連携させた写真提供サービスの「SDS-4」開発時に、「 同じやり方で、衛星検討や、サービス間の比較もしやすくなりを10機、20機と作るのは厳しい」と課題をます」と話します。

人工衛星などの宇宙機システムは、ハー認識しました。そこで、ソフトウェアの構成ドウェアとソフトウェアで構成されていま要素をコンポーネント化し、ソフトウェア各す。例えば、衛星に装備されるカメラなどの層のインターフェイスの仕様を統一化す

装置はハードウェアですが、装置を動作さる、レゴブロック 型のソフトウェア構成をせるのはソフトウェアです。

目指すことになりました。

人工衛星にロボットOSを適用して検証
現在、同グループは、SDS-4の姿勢制御系ソフトウェアに「ROS」というOSを導入

宇宙実証研究共同センターは、宇宙機におけるサービス、ソフトウェア及びハードウェアの構成と関係性を見直すことで、衛星開発の効率化やサービス、利便性の利点は効率化、システム連携、異分野融合と様々宇宙機システムのソフトウェア構成が刷向上につなげようとする研究を進めてい新されると、様々な利点が得られそうです。

ます。

した場合の成果や課題を検討しています。
ROSは、ロボット分野の標準OS。オープンソースで開発が進められており、宇宙開発とは違う分野にあるコミュニティの存在が導入のポイントです。

「レゴブロックのパーツは大きさや形が一つは開発の効率化です。
ソフトウェア「今後は、ROSコミュニティと宇宙開発の決まっているし、はめ込むポッチの規格寸のコンポーネントを入れ換えるだけで済む相乗効果が狙えるような研究課題について法も同じため、パーツの取り付けや置き換ようになれば、設計変更の影響を最小限にも検討していきたい。究極的には、アーキテ

えが簡単です。
もしこれを材木と接着剤でとどめられます。新たな機能も追加しやすクチャを通じて抽象度の高い全体サービスやろうとすれば大変です」。この喩え話をくなります。

設計が可能となり、宇宙と異なる分野をつするのは、同センターの中島佑太開発員。

実用面にも利点があります。例えば、衛従来の衛星におけるソフトウェアの構成は星システム間でソフトウェア構成を共通化

いわば 材木-接着剤 型でした。同グルーすることで、衛星と衛星間や、衛星と地上ないだサービスがたくさん生まれる状況になることが理想です」（中島開発員）。

間の、連携や機能分散を進められます。
将来的には、生活面の利便性も高まるかもしれません。人工衛星のソフトウェア構
成が確 立し体 系 化 すれば、自動 車 、飛 行機、電子機器、ロボットなどの異分野の製XMODの開発に携わったスタッフ
左より、谷島正信 通信・データ処理グループ長、稲岡和也 開発員、田島成将 開発員

品との間でのサービス連携が検討されやすくなり、利便性が高まると期待できます。
同グループの森下拓往開発員は、「 衛星とソフトウェア検証実験装置

次世代ソフトウェア・アーキテクチャの研究に携わったスタッフ
左より、三浦尚幸 開発員、西村尚樹 開発員を行うことはできないことと、FPGAと基初採用のリスクを乗り越える盤との熱膨張率の違いで、はんだ接合部「宇宙機で使用する部品は実績が重視さ

地球観測衛星用変調器のスタンダードとしてSDS-4 (Before)
Software

研究アウトプット (After)
定点トラッキング観測カメラアプリケーションれます。
また、宇宙放射線の影響に対する処

こうし て「 だ い ち 2 号 」に 搭 載 され た置も必要です。
しかし、800Mbpsを実現す

XMODは、衛星から地上へのデータ伝送るために、XMODでは今までの宇宙機では量が大容量化する時代に応えるための装使用していなかった高性能な部品の採用に置といえます。XMODは様々な衛星からの踏み切りました」。通信・データ処理グルー

要 求 に 対 応 す るた め に 、8 0 0 M b p s（プの稲岡和也開発員はこう話します。

16QAM）だけでなく、400Mbps（ QPSK

Gyro処理

STT処理

WHL処理

XMODの心臓部であるベースバンド部）、200Mbps（QPSK）の3つのモードを有GyroStar Tracker

Wheelには、JAXAの宇宙機では初採用となるします。今後、XMODは地球観測衛星用変SRAM（読み込み、書き込み可能な揮発メモリ）ベースのFPGA(プログラム書き換え

パドル展開中の「だいち２号」
XMODにより送信された画像

Upper LAYER
Hardware

姿勢決定

軌道決定

太陽指向制御期待される成果

アプリケーション（サービスモデル）

Middle LAYER

宇宙機システムレベル

Hardware LAYER

ハードウェア
依存処理

従来のソフトウエア・アーキテクチャ

階層型ソフトウエア・アーキテクチャ

調器のスタンダードとして、各種衛星に搭載されていく予定です。

研究開発の概念図。
アーキテクチャをコンポーネント化させると様々な利点を得られる可能性がある

ソフトウェア
開発効率化と拡張性向上

シームレス化異文化を融合した
プロトタイピング

宇宙機用ではないアルゴリズムの利活用

地上設備 / 搭載
ソフトウエア新しいビジネスモデルの創出

小型宇宙機への適用

複数衛星の連携

新しいサービスの創出

衛星の機能分散

新しいユーザー体験の創出

研究開発

加圧側ポート

人工衛星の地球再突入時に分解・消失する

複合材推薬タンクの開発

人工衛星の推進燃料タンクが地球再突入時に燃え尽きず、地上に落下する場合があり、世界的な課題となっています。
推進系グループは、再突入時に溶融、消失するだけでなく軽量、低コストで産業的にも競争力を持ったタンクの開発を進めています。

溶融性と他の機能性を兼ね備えたタンクを目指す

アルミライナ（内側）CFRP（外側）

ドーム部

直胴部の要請を受け、研究開発に着手しました。
人工衛星に使われる従来のタンクの多くはチタン合金製です。同グループの増田井

排出側ポート

特集が落ちないかは重要な課題でした。実験の研究 宇宙機システムをよりスマートに開発 次世代ソフトウェア・アーキテクチャの研究

スを聞くことがあります。寿命を迎えた人

コスト、短納期で溶融性の高い推薬タンク

害を起こさないタンクの開発を進めていま

工衛星の多くは大気圏再突入時に燃え尽きの開発に取り組んでいます」と話します。

すが、「 従来のタンクと同様の質量で、かつポイントは材料の選定。チタン合金より安価、短納期といった点がJAXAのタンクの強みとなります」（升岡開発員）。

人工衛星の部品の中でも、 燃え尽きにく果、アルミ合金製のタンク全体に、カーボン今後は、試作と認定を行う予定です。世い のが、軌道・姿勢制御エンジン用の液体推ファイバ強化プラスチック（CFRP）の繊維界の人工衛星の標準的なタンクとしての実薬が入ったタンクです。
材料の融点の高さ、形を巻いて覆う構成をとることにしました。

用化が期待されています。

耐用年数は15年以上世界の人工衛星タンクのエースへ話を聞いた人状、大きさなどが燃え尽きにくい理由です。
溶融しやすい推薬タンクを開発する。
この課題にいま、推進系グループは取り組んでいます。
ＪＡＸＡ安全・信頼性推進部から開発中のタンクは、アルミ合金とCFRPからなるため「複合材推薬タンク」とよばれ人工衛星の地球再突入時に分解・消失する

複合材推薬タンクの開発

結果、15年以上問題ないことが確認されています。
世界の宇宙機関等も再突入時に地上被融点が低く、かつ軽量で強度を考えた結2014 Autumn

複合材推薬タンクの構造
推薬及び加圧ガスの充填・排出は天地のポートで実施、直胴部の長さを変えることでタンクの容積を変える

出夫主任開発員は、「性能を保ちながら、低るため、地上での被害のリスクがあります。

Vol.

ベーン式 PMD

人工衛星が地球に落下するというニューますが、一部は燃え尽きず地上に落ちてく

4

タンク取付部

CFRP
スカート部

推進系グループ
左より、池田博英 推進系グループ長（代理）、増田井出夫 主任開発員、香河英史 技術領域リーダー、升岡正 開発員「だいち2号」に搭載
XMODでデータ高速伝送時代を拓く地球表面の鮮明な画像データを送り始めた「だいち2号」。
観測データを電波に変調する装置には、地球観測衛星としては世界最高速度（800Mbps）を実現する「X帯高速マルチモード変調器（XMOD）」が初めて搭載され、大容量データのています。同チームは、性能や安全性を、高速伝送を支えています。

様々な解析や実験で評価しました。溶融性については、解析だけでなく、構造技術研
究グループ及び風洞技術開発センターの話を聞いた人協力を受けレーザー加熱試験やアーク加稲岡和也

熱風洞試験で確認。
また、無重力環境でも推薬がエンジンに供給できることも落下棟を使った微小Ｇ試験で確認しました。様々アルミ合金とCFRPの複合材を再突入空力加熱環境にさらし溶融性を評価

通信・データ処理グループ 開発員

な評価の中で、推薬のヒドラジンにタンク材料が溶け出さないか、変質して材料強度持っているのは従来型チタンタンク

シンポジウム・ワークショップ開催のお知らせ

お知らせ：REX-Jプロジェクトの開発・運用に貢献された企業・大学に感謝状を授与！

最新 の 研究成果、内外 の 関連分野 の 動向などをご紹介するとともに幅広2014年7月8日（火）研究開発本部は、REX-Jプロジェクトの開発／運用を通じて、プロジェクトい 情報交換 の 場としても 活用して 頂きたく、多くの 皆様 のご参加とご来の成功に協力／貢献された企業・大学に対し、その功績を称え、感謝状を授与しました。

場をお待ちいたしております。

授与しました企業・大学とその 貢献・功績は以下 の 通りです。今後も引き続きご協力をお願【第11回宇宙環境シンポジウム】

い申し上げますとともに、より一層のご発展をお祈りします。

（水）
〜11日
（木） 会場：大阪府立大学「I-siteなんば」
開催日：12月10日

詳細はHPをご確認ください。

http://www.ard.jaxa.jp/publication/event/2014/141210.html【第6回スペースデブリワークショップ】

http://www.ard.jaxa.jp/publication/event/2014/141217.html

研究開発本部 広報誌
宇宙開発最前線！
2014年10月発行

観測画像を地上に伝送しました。今後は、災害時の状況把握、森林伐採の監視、海氷の観測など

・THK株式会社殿（ロボットハンドの開発）への本格的な活用が期待されています。
「だいち・学校法人東京理科大学殿（小型カメラの開発）

詳細はHPをご確認ください。

いち2号」（ ALOS-2）がJAXA種子島宇宙センターから打ち上げられ、6月には初となる鮮明な・三菱重工業株式会社殿（ロボットシステムの統合・開発）

・国立大学法人東京工業大学殿（開発・運用・実験データ解析）

会場：JAXA 調布航空宇宙センター 事務棟1号館講堂

2014年5月24日、陸域観測技術衛星2号「だ・株式会社ウェルリサーチ殿（伸展式ロボットアームの開発）
・株式会社エイ・イー・エス殿（開発・運用・実験データ解析の支援）

（水）
〜19日
（金）
開催日：12月17日「だいち2号」の膨大なデータを迅速に伝送するために・国立大学法人東北大学殿（実験データ解析：ロボットの動力学解析）

発行：JAXA（宇宙航空研究開発機構）研究開発本部
発行責任者：JAXA研究開発本部 研究推進部長 今井良一
〒305-8505 茨城県つくば市千現2-1-1
TEL:029-868-5000 FAX:029-868-5969
ホームページ : http://www.ard.jaxa.jp/

2号」は一度に広い範囲の地表を精密検査します。そのため、観測データは膨大になりますが、そのデータを迅速に地上へ伝送するために、「X帯高速マルチモード変調器（XMOD）」という新たな変調器が搭載されています。通信・データ処理
グループは、次世代の宇宙機データ送信を支えることを目的として、この装置を開発しました。
2014年5月に打ち上げられた「だいち２号」