ジュニア版

学生＆新人エンジニアのための

4・7・10・1月10日発行

学生＆新人エンジニア

定期購読無料!
2 018

特集 10cm 3の箱に物理，工学，エレキの英知を凝縮!

手作り超小型人工衛星CubeSatの世界

最 新 部 品 カラー液晶とESP32を搭載「M5Stack」 深 海 エ レ 南極でコケボウズの生息を調査
W e b 活 用 動画セミナでKiCadをマスタ

電 子 工 作 聴きながら作るテストベンチ・アンプ

見本

夏
通巻34号

学生＆新人エンジニアのための

2 0 18夏

通巻 34号

CONTENTS
特集記事
6

トラ技ジュニアは，親雑誌「トランジスタ技術」の強みである実用性を重視した小冊子です．第一線のプロが現場の生きた技術をかみくだいて解説します．
技術者の卵である学生と新人エンジニアを応援します．
学生と新人エンジニア（25歳以下）の皆さんには，本誌を無料で配布します．
トラ技ジュニアのホームページ（http://toragi.cqpub.co.jp/Portals/0/support/junior/）から必要事項をご記入の上，お申し込みください．

1 発勝負で上空 600km に放つ！

10cm3の箱に物理，工学，エレキの英知を凝縮！

手作り超小型人工衛星
CubeSatの世界

著者：趙 孟佑，中山 大輔，久継 宏樹，福田 大，安島 久晴，増井 博一【イントロダクション】CubeSat 開発の歩み【第 1 章】安全・確実にミッション遂行！ CubeSat の構造と開発工程【第 2 章】ミッションは 2 つ！ 学生が製作した CubeSat「AOBA VELOX-Ⅲ」【第 3 章】CubeSat からデータを収集して解析する方法
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28

お役立ち部品

お手軽電子工作30

深海のエレキ33

世界のWebサイト

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電波実験室

時刻をカラー・コードでお知らせ！「NTP抵抗器ウォッチ」 の製作

ウェアラブルIoT製作自慢ガジェット
M5Stack誕生

池上 恵理

低電圧，低消費電流のオーディオ・アンプ用IC NJM2073Dをバッテリ駆動

回路の音を聴きながら作る！
ポータブル・テストベンチ・アンプ

加藤 高広

コケの群集「コケボウズ」の生息状況を調査！

－20℃以下で正常動作！ 南極水中探査ロボ 後藤 慎平
プリント基板開発ツール「KiCad」で複雑な葉っぱ形状作りに挑戦！

基板/AI/Python…動画セミナ・サイト「Udemy」 佐藤 俊弥
D層，E層，F層…問題解決のカギは大気中に発生する「電離層」の自然変化にあり！

長野の夜空に現れる埼玉のAMラジオ局

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送付先の学校一覧

40

イベント・レポート小野 広樹

24   GET ! 読者プレゼント● ESP32搭載の開発モジュール・キット「M5Stack Basic」● はんだこて「FX650-81」＋こて台「FH300-81」● アナログ・マルチテスタ組み立てキット「KIT-8D」…ほか

見本

ケーヒン インターンシップ

検索10cm3の箱に物理，工学，エレキの英知を凝縮！
1発勝負で上空600kmに放つ！

手作り超小型人工衛星CubeSatの世界
イントロダクション

15 年間で打ち上げ実績 850 超！

宇宙観測がグッと身近に！ CubeSat開発の歩み
世界中の大学や研究機関が数百万円で打ち上げられる時代がきた !

趙 孟佑
31.5cm

10cm

10cm

35cm

31cm
10cm
写真1 大学や高専で開発が進む超小型人工衛星の例（a）2018 年 5月15日，JAXAに引き渡され，夏ごろ
放出準備中のCubeSat「MAYA-1」

近年の宇宙開発では，超小型衛星の研究が盛んに行われています．
数百 kg 程度の重量を持つ大型衛星の開発コストは，数百億円とも言われます．これに対し，重量が数 kg 〜数十 kg 程度の超小型衛星は，仕様にもよりますが数百万円程度で開発できます（表 1）．
従来型の大型衛星と比べて，圧倒的に低コストで開発きることから，世界各国の大学の研究機関や企業が続々とこの分野に参入し始めています（図 1）．
現在，200 基以上の超小型衛星が軌道上に放出されています．
● 1999 年…課題解決型学習の教育用素材として，複合技術が学べる CubeSat の開発が始まった
超小型衛星の中でも，質量 10 ㎏以下で 10cm×10cm× 10cm サイズのものを CubeSat（キューブ・サット）と呼びます（写真 1）．

（b）
CubeSatの規格ではない超小型衛星「鳳龍弐号(ほうりゅうにごう)」．7kg級のH2A相乗り衛星で，軌道上での高電圧発電実験をミッションとしている

CubeSat は，1999 年に米国スタンフォード大学・
Twiggs 教授と，カリフォルニア州立工科大学・ Jordi
Puig-Suari 教授が一緒に提唱した，課題解決型学習の教育用素材として超小型衛星に定められた規格（1）です．
同年 11 月にハワイで開かれた日米合同の大学宇宙システムシンポジウムで CubeSat のアイディアが学生に示され，開発が始まりました．
● 2003 年…世界で初めて 6 基の CubeSat が打ち上げられた！ 日本の大学からも 2 校が参加
2003 年 6 月 30 日に初めて 6 基の CubeSat が打ち上げられました．その中には日本の大学が開発した東京大学の XI-IV と東京工業大学の CUTE-I が含まれて（3）．
います（2），

見本

6

大学や研究機関が，JAXA や NASA といった宇宙機関に頼らずに，自身の手で宇宙実験や観測ができるということで，開発が広がりました．

No.34

特集記事
表1

CubeSat と従来の衛星の仕様

項 目

CubeSat

従来の大型衛星

大きさ
重さ

10cm×10cm×10cm（1U）から 10cm×20cm×30cm（6U）
1kg（1U）
から 10kg（6U）

用途

教育，技術実証，宇宙科学，地球観測，通信など

空気抵抗により 25 年以内で地球落下するところまで（600km程度まで）
開発費用 数 100 万円から数千万円
開発期間 2，3 年以内
動作寿命 最大 3 年程度（放射線による限界）
高度36000km

最大 3m×3m×10m（太陽電池パネルを含まず）
最大 10t技術実証，宇宙科学，地球観測，通信，測位，放送，気象，軍事など
制限なし
数十億円から数千億円
数年．時には 10 年以上かかることもある
最大 15 年程度

今まで縁のなかった人々が，宇宙開発に参入できるようになった

気象衛星「ひまわり」

600km

超小型衛星
（写真は模型）

600km
国際宇宙ステーション

400km

現状，超小型衛星が打ち上げられる高度100km（a）20世紀から続く大型衛星がメインで活躍する宇宙
図1

大学，高専

JAXA,MHI

NASA

中小企業

新興国，途上国（b）21世紀になって大きく増えた「CubeSatを含む超小型衛星」の世界衛星のなかでの CubeSat の位置づけ
POD（衛星搭載ケース）● 2009 年…ロケットの空きスペースを無料で使えるようになったことで CubeSat 開発への参入が加速
CubeSat の最大の特徴は，ロケットで大型衛星を打ち上げる際の余剰スペースを使って打ち上げる，いわゆる「相乗り衛星」ということです．JAXA は 2009 年から，「相乗り」の公募を始めました．この手法の場合は，競争倍率は高いですが無料で CubeSat を打ち上げられます．
ポ ッ ド「相乗り」の際は，写真 2 に示す POD と呼ばれる衛星搭載のケースに入れられて宇宙に運ばれます．宇宙で放出された CubeSat は軌道に達した後，POD の蓋が開いて，衛星が放出されます．
ロケットの打ち上げ重量に余裕があれば，POD に複数の衛星を持ち込んで打ち上げてもらえます．これにより宇宙に飛び出す衛星の数が飛躍的に増えました．
● 2012 年… 5 年間で 200 基！ 国際宇宙ステーショ

写真 2

超小型衛星を搭載するケース POD［10×10×10cm（1U）］

CubeSat「きぼう」の小型衛星放出機構（J-SSOD）

見本ンから軌道に放出できるようになり CubeSat の打ち
写真 3 国際宇宙ステーション「きぼう」の小型衛星放出機構から放上げはさらに加速出される CubeSat
2012 年からは，国際宇宙ステーション（ISS）に荷物 © JAXA/NASANo.34

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