ISSN 0285-2861

JAXA宇宙科学研究所

ニュース

2019

2

No.455
小型レーダ衛星の編隊飛行を目指して宇宙研では、内閣府の革新的研究開発推進プログラムの支援を受け、合成開口レーダ（SAR）
を小型衛星に搭載させる技術開発に成功した。表紙写真（下段右）は、0.7m × 0.7m × 0.7m の小型衛星構体から展開された SAR
アンテナである。この技術を用いて全天候型の地球観測が可能な小型 SAR 衛星を多数機打ち上げて人工衛星の星座（コンステ
レーション）を構築し、「いつでもどこでも地球観測」をビジネスにする準備がベンチャー企業
によって進められている（表紙イラストⒸ科学技術振興機構）。

宇 宙 科 学 最 前 線

宇宙研発、小型レーダ衛星の多数機コンステレーション
はじめに
地球周回軌道から撮像された地表の画像は、インター
ネット上でも自由に見られるようになってきており、人々の生活に親しみのあるものになってきている。特に近年では、
100 kg 以下の小型衛星が数億円で開発できるようになったため、これを多数機打ち上げて、数時間以内に、地球上のあらゆる場所の光学画像を低コストに提供できるサービ
スやビジネスが米国で進んでいる。しかし光学画像は、昼間の晴天時での撮像に限られており、東南アジアのような多湿の地域では鮮明な画像が得られる機会は少なくなる。
今回ご紹介する衛星搭載の合成開口レーダ（Synthetic
Aperture Radar, SAR）は、降雨や雲によって大きな減衰を受けずに透過できるマイクロ波を利用した地球観測手法である。衛星搭載 SAR では、500 km 以上の高度からマイクロ波（その中でもＸ帯という帯域に含まれる 10
ギガヘルツ付近の周波数）を放射して、地表から反射されてくる微弱な信号を受信するために、kW（キロワット）級の送信高周波電力と、撮像感度を上げる上で面積数平方メートル以上のアンテナが必要となる。このため、SAR 搭載の地球観測衛星は、質量１t 以上の大型衛星に宇宙機応用工学研究系

齋藤 宏文

特任教授

（さいとう ひろぶみ）

限られ、開発コストは 100 億円以上かかっていた。
しかし、この状況が変わりつつある。昨年には、欧米
で小型衛星による SAR 観測が試験的に行われた。SAR が安価な小型衛星に搭載できるようになれば、これを多数機打ち上げ、世界中を「いつでも、どこでも」常時観測が可能な小型 SAR 衛星の多数機コンステレーションが現実のものとなる。コンステレーションとは、
もともと「星座」を意味する言葉であるが、人工衛星の分野では全地球規模で人工衛星を多数機配置したシステムを指す。
筆者らは、100 kg 程度の小型衛星に搭載できる SAR を開発することを目標として、東京工業大学の研究者と共に、
宇宙科学研究所内研究費や科研費を足がかりに研究開発を行ってきた。幸いなことに、内閣府の革新的研究開発推進プログラム ImPACT の支援も 2016 〜 2018 年度に受けることができ、この度、一定の成果を達成した。本稿では、
小型レーダ衛星の多数機コンステレーション（表紙イラス
ト）へと発展しつつある、
宇宙研発の技術開発を紹介する。

小型レーダ衛星システム基本設計
従来は重量１t 以上、開発費は 100 億円以上であった

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図１

小型 SAR 衛星システムと多数機コンステレーションのブロック図。

SAR 衛星を、重量 100 kg 級、量産コスト数億円にするには、使用部品、信頼性の考え方などに加えて、SAR ミッション機器の小型軽量化が必要である※１。図１には、小型 SAR 衛星システムのブロック図を示す。考慮すべき点は、①数平方メートルの面積の SAR アンテナを小さいロケットフェアリングに収納するアンテナ技術、②kW 級の大電力、高発熱を伴う送信信号電力増幅器の電気的、熱的な技術、③大電力を太陽電池パドルで発生して蓄電池に蓄積し、SAR 観測時に短時間に放電する衛星
電源系の技術、④毎秒ギガビット以上のデータ伝送速度、
データ蓄積量が数百ギガバイトのデータ蓄積技術、など多岐に及ぶ。
これらの技術は、従来の小型衛星の技術レベルを凌駕するものであるが、筆者は 1990 年代に宇宙研の M-V ロ
ケットによる深宇宙探査機の開発を経験してきた。そこ
では、電気通信分野のみならず、構造・熱系技術を含めた包括的な衛星技術開発を行ってきたが、その経験を小型 SAR 衛星の開発に有効に活かせたと感じている。また、これらの開発で、大学院生２名が工学博士の学位を取得
し、IEEE などの査読論文６件、特許３件を出願できた。

SAR アンテナ
合成開口レーダ衛星には面積数平方メートル以上の送受信アンテナが必要になる。小型衛星搭載には、収納時にはコンパクトになり、低コスト化も図れる方式のアンテ
ナでなければならない。筆者
らは平面アンテナを軌道上で展開し、必要なサイズのアンテナを形成する新たな手法を開発した※２- ４。
筆者らはこのためのアンテナとして、東京工業大学のグループが長年にわたって開発してきたハニカム構造スロットアレイアンテナ（図２左）に着目し、矩形形状のアンテ
ナパネルを、展開方式の大型アンテナに適用した。提案するアンテナは、一辺が 70 cm の正方形の誘電体ハニカ
ム材の表裏にアルミ薄板を貼ったパネルを複数枚展開して実現する。パネルには、その上面の中央部にマイクロ波を給電する導波管が装着され、下面からマイクロ波が入放射してアンテナとして機能する。導波管を通じてマ
イクロ波を伝送する仕掛けで、全パネルが１つのアンテナとして有効に働くためには、各パネルへの給電が同位相で均一の電力である必要があり、そのための導波管回路（トーナメント回路※という）も有している。
このような組み合わせパネルがアンテナとして機能する原理は次のように説明できる。パネルに装着した導波管にはマイクロ波の波長に関係して規則的に窓（結合ス
ロットという）が開いていて、パネル内部に波面位相の揃ったマイクロ波を供給する。マイクロ波はそこからパネルの端まで拡がって伝搬していき、パネル全体へ行き渡る。パネル下面には、放射用のスロットがやはり開いており（表紙写真下段右のアンテナ表面に周期的に細かいスロットが見える）、そこを通じてマイクロ波はパネ
ル全面から空間に放射されていく。この放射スロットの配置間隔もマイクロ波の波長に関係して定まる。パネルの全面から位相の揃ったマイクロ波が放射されるように、また、マイクロ波強度がバラツキを持たないように，
電磁界解析を行って設計してある。
著者らが提案してきたこのアンテナには、パネル展開※高校野球の対戦トーナメント表のような分岐合流の構造をもった回路。

誘導性壁
ハニカムパネルへの結合スロット

スロットアレイ
アンテナ

分岐回路
展開ヒンジ
チョーク
フランジ

平行平板内の
電波

電波

給電導波管

給電導波管

ヒンジ
チョーク
フランジ

図２

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左：ハニカムパネルと導波管を一体化したアンテナパネルの構造。右：展開ヒンジ部のチョークフランジによる導波管非接触給電。

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宇 宙 科 学 最前線
大容量、高速なミッションデータの発生・処理・蓄積・伝送装置

図３

上段左：蓄熱板を兼ねた衛星構体に実装されたＸ帯１kW 電力増
幅器。
上段右：航空機搭載装置を改修した SAR 信号発生処理装置。
下段左：NAND フラッシュメモリを搭載した 768 ギガバイト、
速度毎秒２ギガビットのデータレコーダ。
下段右：毎秒 1.3 ギガビット×２チャンネルのＸ帯高速送信機。

に伴ってパネル間にマイクロ波を効率的に給電するための特長がある。図２右のチョークフランジという機構がそれである。隣り合うパネルの導波管でマイクロ波を受け渡しする際に、向き合う導波管の間で隙間ができると、そこからマイクロ波が漏れてしまって損失になる。展開機構には遊びが必要なため、このような隙間は避けられないが、そのような状況であっても導波管同士でマイクロ波を効率よく受け渡し可能とする必要があった。仕組
みとしては、導波管から 1/4 波長離れたフランジ上の位
置に 1/4 波長の深さの溝を掘ることで、漏れ出るマイク
ロ波からは短絡しているように見せることで漏れを防ぐ。
このようにして導波管同士を非接触としてもマイクロ波が漏れにくいようにできる。電磁界解析の結果、溝の形状を円ではなく卵型にすると、より広い周波数範囲にわたって損失を極めて小さくできることが分かった※５。

Ｘ帯大電力増幅器
SAR には、衛星軌道から地表に送信信号を発射して、地表から反射してくる信号を検出するために、kW 級の大電力なマイクロ波増幅器が必要である。従来は進行波管とよばれる電子管が用いられていたが、本開発では高効率な半導体デバイスの窒化ガリウム HEMT（HighElectron Mobility Transistor）素子を用いて装置を開発した。平面回路上に実装された半導体増幅器の出力を、導波管共振器に導いて共振器内で合成を行う電力合成器
を、東京工業大学の協力で開発した※６。
発熱量も大きいため、熱設計も重要な課題である。例
えば日本列島主要部上空を人工衛星が通過する時間は５分程度であるので、５分間の SAR 観測に耐えられるよ
うに、伝熱・蓄熱・放熱を組み合わせた設計とした。熱容量の大きいアルミ合金製の衛星パネルにほぼ直接発熱部を装着する構造として５分間の発生熱を蓄熱する。
SAR 観測終了後には、衛星構体放熱面から熱冷却が行われていき、100 分程度後の次の軌道周回までに冷却されるようにする。衛星構体に装着された X 帯電力増幅器の写真を図３上段左に示す。

SAR の観測データのデータ発生速度は毎秒ギガビットに及ぶ。図１の右側に示すように、大容量のデータは高速で地上にダウンリンクされて、地上で SAR 画像生成の演算処理が行われる。このため搭載の SAR ミッショ
ンデータの発生・処理・蓄積・伝送装置は、その速度が毎秒数ギガビット、容量は数百ギガバイトというオーダーである。ハイエンドの地上装置に比較すれば驚くよ
うな数字ではないが、制約の多い衛星搭載電子装置としては難易度が高い技術である。民生の高速デバイスを新規に利用するため、電子回路基板の振動、衝撃、熱サイ
クル耐性や、真空下で駆動した時のデバイスからの排熱の課題など、地道に技術的な開発を実施してきた。
図３には、このようにして開発されたデータ処理装置の外観を示す。上段右は SAR 信号発生処理装置であり、三菱電機製の航空機搭載装置を衛星用に改修した物である。下段左は、NAND フラッシュメモリを搭載したデー
タ容量 768 ギガバイトのデータレコーダである。下段
右は、Ｘ帯高速送信機であり、64 APSK 変調、シンボル
レートは毎秒 300 メガシンボル、右旋円偏波と左旋円偏波の偏波多重により、毎秒 1.3 ギガビット×２チャン
ネル の通信速度を有する。

宇宙研発、小型 SAR 衛星のコンステレーション
2016 〜 2018 年度の ImPACT プログラムでは、いままで紹介してきた技術開発を行ってきたわけであるが、これらはハイリスク、ハイリターンを狙った技術開発であり、いくつかの課題が残されているものもある。しかし、幸いなことには、この技術による小型 SAR 衛星の多数機コンステレーションを社会実装する事業会社
Synspective 社※７ が設立された。事業会社には投資機関のご支援が得られ、2019、2020 年度に実証１、２号機
を打ち上げ、その後、小型 SAR 衛星の多数機コンステレー
ションを実現する計画がある。この事業会社は、図１の右側に描いたように、合成開口レーダによる「いつでも、どこでも地表撮像」の情報を他のセンサ情報と組み合わせるソリューションビジネスをすることを特徴としている。いわば、従来の宇宙ビジネスがハードウェアを販売するものであったのに対して、ハードウェア技術の優位性を武器に情報ソリューションを販売するものである。
筆者は本年３月をもって 38 年間お世話になった宇宙研を退職することになっている。長きにわたる宇宙研での科学衛星の技術開発やプロジェクト実践経験は、本稿で紹介した
小型 SAR 開発の源であった。退職間近の身ながら、事業会
社による小型 SAR 衛星の多数機コンステレーションを牽引できることは、社会に貢献すべき工学研究者として誇りでもある。そのような機会を与えてくださった宇宙研の皆様、
メー
カ、大学、内閣府の皆様に感謝して、結びといたします。
※１
※２
※３
※４
※５
※６
※７

H.Saito, et al. IEICE Trans.Electron. vol.E100-B, no.9, pp.1653-1660.Dec.2017
P. R. Akbar, et al IEEE Trans. Antennas and Propag., vol. 64, no. 5, pp.
1661–1671, May 2016.
V. Ravindra et al. ibid. vol. 65, no. 5, pp. 2144–2156, May 2017.
B. Pyne, et al. ibid. vol.66, no.7, pp.3463-3474, July 2018.
B. Pyne, et al.IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques.
https://ieeexplore.ieee.org/document/8580401
V. Ravindra et al.IEICE Trans.Electron. vol.E100-C, no.12,pp.1087-1096,
Dec.2017
https://synspective.com/

ISASニュース 2019. 2 No.455

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ISAS

事

情

第19回宇宙科学シンポジウム開催
2019 年１月９日～ 10 日に、JAXA 相模原キャンパ

スにおいて、宇宙理学委員会および宇宙工学委員会の主催により「宇宙科学シンポジウム」が開催されました。
本シンポジウムは、宇宙科学コミュニティの会合として毎年年初に開催されています。２日間ののべ参加人数は
約 240 名で、研究機関、大学、行政、産業界、マスコミなどから多くの参加がありました。35 件の口頭発表、153 件のポスター発表があり、例年通りの盛況な会合となりました。

シンポジウムの様子。

特別セッションでは、宇宙科学プログラムの最新ト活動報告」では、戦略的中型計画の候補となっているソー

ピックスとして、小惑星探査機「はやぶさ２」および

ラー電力セイル探査機 OKEANOS および CMB（宇宙マジオスペース探査衛星「あらせ」の最新運用成果報告

イクロ波背景放射）偏光観測小型科学衛星 LiteBIRD のや、2018 年 10 月に打ち上げられた国際水星探査計画

進捗状況および科学的意義について発表がなされました。

BepiColombo の現状報告、火星衛星探査計画 MMX、

また、企画セッション「工程表の先のミッション」と深宇宙探査技術実証機 DESTINY+、彗星サンプルリター

パネルディスカッション「宇宙科学の将来ビジョン」がンミッション CAESAR、Ｘ線分光撮像衛星 XRISM、小行われ、2030 年代を見据えた今後の宇宙科学の進め方

型月着陸実証機 SLIM、次世代赤外線天文衛星 SPICAに関して意見交換を行いました。

のプロジェクト進捗状況が報告されました。

松井 孝典宇宙政策委員会委員長代理からは、宇宙科学

一般セッション「公募型小型計画検討グループ報告」のプログラム化・フロントローディングという新しい考

では、公募型小型計画の候補となっている数々の計画のえ方について、また中須賀 真一宇宙政策委員会委員から進捗が報告され、「国際宇宙探査」では、国際宇宙探査には、超小型探査機による宇宙科学探査のビジョンについ関連した各ミッションの検討状況やコミュニティの最新て講演があり、参加者と活発な議論が交わされました。

状況などについて発表がありました。

（第 19 回宇宙科学シンポジウム世話人

企画セッション「戦略的中型計画への提案グループの

大山 聖、

安部 正真、国分 紀秀、松崎 恵一）

第５回宇宙科学研究所賞
JAXA 宇宙科学研究所は、宇宙科学・探査プロジェクトの実施にあたり顕著な功績又は貢献のあった外部機関所属の方々に「宇宙科学研究所賞」を授与しています。第５回宇宙科学研究所賞は、特別賞を含む以下３名の方々に授与されました。
JAXA 宇宙科学研究所はこのような機構外からの協力・支援に心から感謝するとともに、この３名の方々の今後ます
ますのご活躍を期待します。

（科学推進部）...................................................................................................................
●（特別賞）鳥居 祥二 氏（早稲田大学）【受賞件名】CALET による高エネルギー宇宙線電子の観測【受賞理由】同氏は長年にわたり我が国における飛翔体を用いた宇宙電子の精密観測を牽引され、多大な功績を残されております。特に ISS へ搭載した CALET による高エネルギー宇宙線電子の観測では、日本初の本格的な宇宙観測ミッションとして、日・米・伊の国際共同研究チームを統率し同ミッションをフルサクセスに導きました。この最新の成果により、宇宙物理学の発展に大きく貢献されました。
参考 : ISAS ニュース 2018 年 3 月号「宇宙科学最前線」.........................................................................................................................................
● 永田 靖典 氏（岡山大学）【受賞件名】宇宙飛翔体への民間衛星通信網の活用と海外大気球実験への貢献【受賞理由】同氏は既存の民間の衛星通信網を活用した、宇宙飛翔体に適用可能な位置特定システムとテレ
メトリ・コマンドシステムの開発に貢献されました。この開発成果は、海外での大気球実験、観測ロケット
実験、さらには超小型衛星 EGG に搭載され、機能実証のみならず、実運用にも利用されており、今後も更なる発展が期待されています。

参考 : ISAS ニュース 2016 年 5 月号「宇宙科学最前線」.......................................................................................................
● 大塚 浩仁 氏（株式会社 IHI エアロスペース）【受賞件名】超小型衛星打上げロケット SS-520-5 号機におけるラムライン制御システムの実用化【受賞理由】同氏は M-V やイプシロンロケットをはじめとする様々なロケット開発の経験を踏まえて、SS520-5 号機開発における設計基準作りに取り組まれました。小型ロケットという、設計に特別な配慮が必要な中、わずか１年程度で基本思想の立案から、現場実務までを精力的に牽引されました。特にラムライン制御システムは今後ニーズの増大が見込まれ、その実用化は宇宙科学の進化と発展に直接貢献するエポックメーキングなものとなりました。

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ISASニュース 2019. 2 No.455

第３回月極域探査ワークショップ開催
JAXA では、国際協働で月極域の水氷等の揮発性成分探査を行い、資源としての利用可能性を調査する、月極域探査ミッションの概念検討を、昨年７月に設立された
国際宇宙探査センターを中心に進めています。2018 年
12 月 19 日には御茶ノ水ソラシティカンファレンスセ
ンターにて、第３回月極域探査ワークショップ（WS）を、
宇宙理学委員会／宇宙工学委員会の国際宇宙探査専門委
員会、神戸大学惑星科学研究センターと共同で開催いたしました。本 WS は、最新の検討状況を共有するとともに、

ワークショップの様子。200 名近い参加があり、活発な意見交換が行われた。

本ミッションを利用して行われる科学観測などについて、第３部では、藤本 正樹宇宙研副所長をモデレータとし幅広い分野のコミュニティーからご意見をいただき、ミッて、パネルディスカッション「月極域を利用したサイエション定義に反映することを目的としています。

ンスの重要性」を行い、国際宇宙探査専門委員会の月極

WS は３部構成とし、まず第１部は、月極域探査ミッショ

域探査タスクフォースからの報告を含め、月極域を利用ンの紹介を中心に、JAXA における国際宇宙探査シナリオ

した科学観測の紹介、それを実現する技術やツールなど、やミッションの検討状況を報告したのち、國中 均宇宙研

国際宇宙探査ミッションと宇宙科学の連携についての議

所長が国際宇宙探査と宇宙科学の連携について講演を行い論が行われました。また、民間企業の活動、科学探査、ました。その後、総合討論で、
インドとの連携の状況や意義、

国際宇宙探査の連携や役割分担について、会場も交えて資源利用の観点での国際競争や着陸地点選定、資源利用シ意見交換がなされました。

ナリオ検討の今後の展開等について活発な意見交換がなされました。

今回は、我々の想定を上回る 200 名前後の参加者があり、月極域探査ミッションへの関心が高まっているこ

第２部では、探査技術を中心にショートプレゼンテーとを実感いたしました。今回の WS で議論・指摘された

ション＋ポスターセッションを行い、昨年 11 月に発出し点の検討を進め、ミッション定義に反映したいと考えてた「極域探査のための観測機器の検討提案および搭載希望おります。また、今後も、継続的に議論・検討を深める

調査」へ提案された水氷観測機器の紹介、および JAXA

ため、本年も第４回の WS 開催を予定しております。多の月極域探査技術の研究開発状況の報告が行われました。

くの皆様のご参加をお願いいたします。

（星野 健）「はやぶさ２」タッチダウン場所の絞り込み「はやぶさ２」は、いよいよミッションの最大の山場と図も言ってよいタッチダウンに挑みます。現時点（2019年２月初め）では、タッチダウンは２月 22 日の予定です。当初の予定よりもかなり遅れた理由は、リュウグウ
表面に安全にタッチダウンできる広い領域がなかったた
め、リュウグウ表面の解析や新しい手法を含む運用の検討をより詳細に行う必要があったためです。
リュウグウについては、詳しく観測すればするほど、その表面がでこぼこしていることが見えてきました。
2018 年８月にタッチダウンの候補地として選定した

ターゲットマーカの位置と
タッチダウン可能領域。
TM と書かれた×印のところにターゲットマーカがある。
ボルダー（岩塊）に探査機が衝突せずにサンプラーホー
ンが着地できる領域が青色で染めた部分である。左下の探査機のイラストは地図と同じスケールで描いたものであり、L08-E1 と ほ ぼ
同じ大きさであることが分かる。サンプラーホーンが
L08-E1 の中に接地しないと、探査機の本体ないしソー
ラーパドルが周囲の岩にぶつかってしまうことになる。

L08 は、１辺が 100 ｍほどの正方形の領域でした。そL08-E1 と名付けた領域も安全に着陸できることが分かの後の降下運用でこの領域をより詳しく調べてみると、りました。ただしここは幅が６ｍくらいしかありません。

やはりたくさんのボルダー（岩塊）があります。そこで、ターゲットマーカからは少し離れているけれども広い

さらに絞り込んで直径が 20 ｍほどの L08-B という領

L08-B1 にするか、ターゲットマーカに近いけれども狭い域を選びました。ですが、この領域にも危険な大きさのL08-E1 にするか。プロジェクトではいろいろな観点からボルダーが存在しています。

検討しましたが、現時点での判断は L08-E1となりました。

詳しく調べた結果、L08-B の中の L08-B1 という領2019 年 2 月 22 日 に、「 は や ぶ さ ２」 は L08-E1

域ならばタッチダウンにとってじゃまになるボルダーが無へのタッチダウンを試みます。
「はやぶさ」のときにはタッいことが分かりました。図に示しますようにこの領域は最チダウンを２回試みて、２回とも想定通りにはできませも狭いところで幅が約 12 ｍになります。ただ、L08-B

んでした。今回は「三度目の正直」ということで、是非は降ろしたターゲットマーカの位置から 15 ｍほど離とも成功させたいと、プロジェクト一同全力を尽くしてれています。ターゲットマーカの近くを調べてみると、準備を進めています。

（吉川 真）ISASニュース 2019. 2 No.455

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LiteBIRDの最新事情と開発のトピックス
2020 年代戦略的中型ミッション第２号機の候補である熱いビッグバン以前の宇宙を探索する宇宙マイクロ波
背景放射偏光観測衛星 LiteBIRD は、JAXA pre-phase
A2 にて２年間の概念検討をおこなった。終了審査は2018 年 11 月から 12 月にかけ、ミッション部審査２
回、技術マネージメント審査２回、本審査２回の計６回の審査会を開いておこなわれた。LiteBIRD チームが２年間かけて検討した結果は、英語の文書約 900 ページにまとめられている。審査会では 100 件近くの指摘がなされ、チームメンバーは、それの返答を２カ月かけておこなった。本稿では、LiteBIRD の概要および最近の設計開発における２つのトピックを紹介する。
LiteBIRD は、宇宙インフレーションからの原始重力波によって生じる宇宙マイクロ波背景放射（CMB）の
渦巻き状の偏光パターンを検出することを目的としている。138 億年前の宇宙誕生時におこった物理現象が、宇6

LiteBIRD 低周波望遠鏡（LFT）1/4 スケールモデルとミリ波アンテナパターン測定システム。

宙誕生後 38 万年後の CMB に偏光パターンとして刻印時間を短縮しかつ検討の精度をあげるための施設である。

され、その大きさからインフレーションのエネルギース

今回 ESA は、LiteBIRD の HFT やサブケルビン冷凍機

ケール 1016 GeV を検出するという壮大な実験である。

を担当する可能性を探るため、ミッション部に特化したLiteBIRD は 2020 年 代 に 実 現 可 能 な 唯 一 の CMB 偏検討を、CDF により 2018 年３月から６月にかけてお

光観測衛星計画として、世界的な注目を集めており、米こなった。ミリ波光学系、極低温、機械構造、システム

国・カナダ・ヨーロッパの研究者も本格的に参入していエンジニアリングの専門家が４カ月間 LiteBIRD の検討る。日本の担当する低周波望遠鏡 LFT（34-161 GHz）に集中し、過去の衛星のコストを含めた技術的な知見をとヨーロッパの担当する高周波望遠鏡 HFT（89-448

共有することにより、検討の精度を格段に高めている。

GHz）の２つの望遠鏡がそれぞれ、シンクロトロン放射

今後 JAXA においても同様の仕組みの必要性を感じた。

＋ CMB、およびダスト放射＋ CMB の強度分布を観測

HFT については、成立性の検討をおこない、反射式望遠

する。焦点面検出器は米国、常温読み出し回路はカナダ

鏡と屈折式望遠鏡２つの解が示された。冷却システムにが担当する。周波数 34-448 GHz を 15 バンドにて高ついては、プロジェクト研究員の長谷部 孝氏が設計した感度で観測することにより、我々の銀河からの前景放射

放射冷却装置（V-groove）と機械式冷凍機を組み合わを精度良く取り去る。高感度で観測するために、２つのせた基本設計について、妥当とのお墨付きをもらった。

望遠鏡を極低温（５K）まで冷却し、熱放射による雑音

２つめは、この１年間で大きく前進した LFT の設計でを減らす。検出器は、雑音を下げるために 100 mK にある。光線追跡により、視野角 20 × 10 度の広視野反冷却する。JAXA の担当は、打上げ、バスシステム、冷射型オフセット光学設計のトレードオフをおこない、光却システム、LFT と多岐にわたる。１K 以下のサブケル学パラメータを最適化し、物理光学シミュレーションに

ビン冷凍機はフランスの担当であるが、それを含めた冷よって、迷光やサイドローブなどのミリ波アンテナ性能

却システムは JAXA の担当である。幸いなことに、次を検討してきた。一方で、常温部から 5K の望遠鏡を支世代赤外線天文衛星 SPICA において、同様な冷却シスえる断熱構造についても設計をおこなった。その結果をテムの先行研究が行われており、その冷凍機システムをもとに、1/4 サイズの LFT スケールモデルの設計 • 試

ベースとする。つくばの研究開発部門、Ｘ線天文衛星

作を、ISAS 先端工作技術グループが手がけた。製作は、Athena、CC-CTP ※グループとも協力して冷却系の開発

ワイヤー放電加工機でフレーム構造を作り、反射鏡面やが進められている。国内においても、高エネルギー加速

アライメント面は５軸マシンニングセンタにて仕上げを

器研究機構（KEK）素粒子原子核研究所が地上較正試験おこない、３次元形状測定器にてアンテナ形状の計測を装置や要求フローを、東京大学 Kavli IPMU が偏光変調おこなった。図に示すように、LFT スケールモデルが製器とデータ解析、岡山大学が系統誤差解析を担当するな作された。さらに、研開部門の加速資金の支援を得て、ど、多くの大学・研究機関の参加によって研究開発が進

東京大学大学院天文専攻の高倉 隼人氏が LFT スケール

められている。

モデルのミリ波アンテナパターン測定システムを開発しトピック１つめは、ESA Concurrent Design Facility

た。このシステムを用い、70 dB 以上の高ダイナミック（CDF）による検討である。CDF は、衛星の初期の開発

レンジで広視野角のミリ波放射パターンの計測に成功しフェーズにて、衛星システム実現性の検討をする時、構ている。他にも多くの研究開発がおこなわれており、そ造、熱、通信、姿勢などを同時にかつ集中的に検討し、れらはまた別の機会に紹介したい。

ISASニュース 2019. 2 No.455（関本 裕太郎）※ ISAS ニュース 2018 年６月号参照

連載ます。 殿、お宝をいただきます。
リュウグウの乙姫殿、お宝をいただきリュウグウの乙姫
上

第11回

近日 参

近日 参上 「はやぶさ２」「はやぶさ２」「はやぶさ２」

H AY A B U S

近日 参上

A2

す。

殿、お宝をいただきま

リュウグウの乙姫

H AY A B U S

A2

H AY A B U S A 2

DCAM3見参！
私が開発を担当した機器のなかで最後に登場することになるのが分離カメラ「DCAM3」です。
（なぜ「3」かは他記事を参照ください※）IKAROS で開発された分離カメラの技術が、「はやぶさ２」への DCAM3 搭載を実現させました。
DCAM3 は小型衝突装置「SCI」の実験を直接観測する唯一の機器で、その分、期待が大きく開発時はかなりのプレッシャーでした。開発時の苦労話はここでは割愛しますが、理学的な要求に苦労しながらも、新しく、より挑戦的なミッションに挑むということにやりがいと楽しみを感じながら、ようやく産み出した機器です。理工学一体となって挑戦する機器の良いモデルケースになったのではと思っています。
さて、本題の DCAM3 ミッションです。SCI を分離した
後、「はやぶさ２」はリュウグウの横１km くらいのとこ
ろを通りながらリュウグウの影に隠れるよう退避します。
退避中、「はやぶさ２」がリュウグウを真横から見るようなタイミングで DCAM3 を分離し、慣性空間でゆっくり上昇するように DCAM3 だけを残してきます。
SCI が作動する５分前から DCAM3 内に搭載されている２種類のカメラで観測を開始し、低解像度の画像を１秒に１枚、高解像度の画像を数秒に１枚の頻度で、「はやぶさ２」本体までデータを無線伝送します。DCAM3 は１次電池しか積んでいないので、電池が尽きるまでがミッション期間で、設計上は３時間以上動作できます。
低解像度のカメラはアナログ系と呼ばれていて、カメラ自身の技術は
IKAROS の DCAM とほぼ同一ですが、デジタル系と呼んでいる高解像度カメラ
は、 理 学 観 測 の ために新規に開発したシステムで画質の良い画像が期待できま
図 完成した DCAM3 を前に記念撮影。
す。素晴らしい画像
向かって左が筆者、右は神戸大学 小川和律氏。
を撮ってくれることを、私自身も楽しみにしています。
リュウグウにクレータができる瞬間を DCAM3 で撮れたら、それで某有名学術誌の表紙を飾れる！と理学メン
バーが意気込むくらい、工学的に面白いだけでなく理学的にも非常に期待のかかったミッションです。この期待に応え、一緒に開発したチームのみなさんの夢を叶えられるよう、残り期間はわずかですが、しっかりと準備を進めたいと思います。
私自身は、DCAM3 の成功によって、DCAM シリーズ
がどんどん発展し、将来のミッションで楽しく素晴らしい成果を出せることを夢見ています。勝負の年となる今
年、まずは DCAM3 を必ず成功させます。
「はやぶさ２」DCAM3 担当 澤田 弘崇（さわだ ひろたか）※ http://www.isas.jaxa.jp/missions/spacecraft/current/ikaros.html

乙姫様からの玉手箱の受け入れ設備
来年のことを言うと鬼が笑うといいますが、来年の暮れの話をします。
「はやぶさ２」探査機は 2020 年の暮れには小惑星リュ
ウグウのサンプルが入った玉手箱を地球に持ち帰る予定です。玉手箱をむやみに開けてしまうと良くないので、相模原キャンパスに専用の受け入れ設備を準備しており、その施設をキュレーション設備と呼んでいます。クリー
ンルームとクリーンチャンバー（図）からなる「はやぶさ２」用のキュレーション設備が、昨年完成しました。
何故そんなものを準備しているかですが、リュウグウのサンプルを調べる際に地球の物質による汚染（コンタミネーションと言っています）を避ける必要があるためです。リュウグウのサンプルには水や有機物や鉱物が含まれていると考えられており、地球の水や有機物や鉱物と比較して調べることで、我々の地球や生命の起源や進化について新しい知見が得られます。その分析の精度や確度を高めるためには、極力地球の物質によるコンタミ
ネーションを防ぐことが重要なのです。

JAXA では「はやぶさ」
による小惑星イトカワのサンプルの受け入れ実績がありますが、「はやぶさ」用のキュレー
ション設備は現在も稼働中で分析研究も続い
図 「はやぶさ２」用新クリーンルー
ムに設置された新クリーンチャンており、「 は や ぶ さ２」
バー。
用に独立した設備を新しく準備する必要がありました。新しい設備は、「はやぶさ」の経験を活かして、より使い勝手の良いものを構築することができました。現在はサンプルのハンドリングツールや初期観察用の装置の開発を行っており、来年度から設備の運用リハーサルを行い本番に備えていく予定です。
リュウグウの乙姫様からの玉手箱を必ず地球に持ち帰り、来年の暮れには笑顔で玉手箱が開けられることを願っています。
「はやぶさ２」キュレーション担当 安部 正真（あべ まさなお）

ISASニュース 2019. 2 No.455

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宇宙・ 夢・ 人▶
▶国際的にも評価が高い宇宙研の実力

宇宙研の方向性を国際的に発信──国際調整主幹として宇宙研での役割は。
ISS プロジェクトを離れてからパリに３年近く駐在しまし

宇宙科学国際調整主幹（国際宇宙探査センター併任）た。そのころからドイツやフランスとか、ヨーロッパ宇宙機

東覚 芳夫 （とうかく よしお）

関（ESA）と JAXA の橋渡しをするような業務を通じて、国1968 年 生 ま れ（ 長 崎 生 ま れ の 福 岡 育 ち ）。
1993 年 NASDA 入社。追跡管制部で２年間の衛星運用を経て、以降 20 年近く ISS プログ
ラムに専従。日本実験棟「きぼう」の通信系、地上管制システム開発に従事後、初代 JAXA
フライトディレクターの一人として「きぼう」
建設、その後の ISS 運用管制を指揮。若田飛行士の ISS 船長就任期間を最後に運用現場を離れ、2014 年 11 月よりパリ駐在員事務所長。2017 年 7 月より現職。

際間の情報交流や人的なパイプづくりなど、現在の職のベースとなるものを構築してきたような思いがあります。当時から「宇宙研は国際協力についても活発だ」という印象がありました。いうまでもなく、宇宙研のプログラムはほとんどのものが国際調整で成り立っています。「はやぶさ２」にしてもメインは日本でやっていますが、ドイツ・フランスが造った小型着陸機を載せたように、国際協力が不可欠です。宇
宙研においては、研究者自身が各自国際的なネットワークを持っています。それはすごく大事なチャンネルで最大限に活▶
▶初代フライトディレクターとして「きぼう」建設に参加用していくべきだと思いますが、一方で、宇宙研全体として──ずっと国際宇宙ステーション（ISS）に携わってこられました。

こういう方向に進んでいくんだというベクトルを国際的に発宇宙研に来てからまだ１年半くらいです。NASDA に入社

信していく必要もあるのではないかと思います。バラバラでしたのが1993年。最初の２年ほど人工衛星の運用を担当し、動いてはいけないので、ベクトル合わせというとおかしな言

それ以降は 20 年近くずっと ISS に関わってきました。当時

い方になりますが、宇宙開発における JAXA の役割や国際はまだ日本実験棟「きぼう」を造っている段階でした。電気情勢などを俯瞰しつつ、研究所としての方向性を示していく

系出身の私は、まず通信系の開発をやり、その後はつくばのことも国際調整の役割ではないかと考えます。

管制室立ち上げに参加しました。打上げ後は初代フライト

──宇宙研の今後に期待することは。

ディレクターの一人として、「きぼう」建設やその後の ISS

予算規模でいえば JAXA は NASA の十分の一以下です。

運用管制の指揮を執りました。フライトディレクターといっとはいいながら、宇宙ステーション建設もそうですし、「はても日本では初めてのことなので、その役割や定義にしてもやぶさ」を含めた探査実績は国際的なネームバリューを確立

明確なものはなく、まずは NASA の現場を見てみようと半しています。こじんまりしたチームながら、個々のプロジェ

年ほどヒューストンに滞在し勉強しました。宇宙ステーショ

クト成果をこつこつと積み上げてきた、やることをきっちりンはその当時まだ無人運用でしたが、有人スペースシャトル

やる信頼感を世界は私たちに抱いていると思います。つい最が日本の運用チーム立ち上げの参考になると考えたのです。

近も火星衛星探査計画を立ち上げるなど、小ぶりながらも光──どんなことに苦労されましたか。

るミッションはヨーロッパでもかなり注目を集めています。

打上げまでの助走期間がすごく長く、いよいよという段階

宇宙開発のトレンドは、今、月や火星探査に向かっています

で延期になったことが何度もありました。その間、チームのが、我々にはいろんなミッションで積み上げてきた探査の能モチベーションを維持することに一番神経を使いました。フ

力があり、有人の宇宙活動をサポートしてきた実績もありま

ライトディレクターはオーケストラでいえば指揮者です。電す。今後、それらの技術やノウハウを活用する場面が出てく

気系、熱制御系、地上システム、実験装置など、総勢 100

ることは十分期待されます。また、これまで実用衛星に目を人くらいからなる管制チームをとりまとめていく。宇宙ス

向けていた東南アジア諸国も、最近は宇宙科学に次第に興味

テーション建設はロシアやほかの国でもやっているので、あを示しつつあります。アジアの中では先行している日本の技

まりに進展が遅いとプロジェクトを離れていく人も出てくる術やノウハウを示し、各国のレベルアップに寄与することもからです。打上げ準備中に NASA のチームとの間で細かな我々に課せられた課題だと思います。

課題が見つかり、それを１つずつつぶしていく作業も大変で

──ところで、休日はどのように過ごされていますか。

した。「きぼう」はスペースシャトルで３回に分けて打ち上

相模原には単身赴任で来ていて、週末につくばの自宅に帰げましたが、中でも印象が強いのは、第２便で最大モジュー

る生活です。子どもも、上の息子は大学に行って家にいない

ルの船内実験室を打ち上げたときのこと。そのミッションをし、娘も高校生になって会話もそれほど続かなくなってきま

日本側としてまとめるという大仕事で、無事完了したときのした。帰っても相手をしてくれるのは柴犬くらいで、ほぼ犬

感動もまたひとしおでした。

と戯れていますね（笑）。

ISASニュース No.455 2019年2月号

ISSN 0285-2861

行／国立研究開発法人 宇宙航空研究開発機構
発行責任者／宇宙科学広報・普及主幹 生田 ちさと発

編集責任者／ ISAS ニュース編集委員長

宇宙科学研究所

山村 一誠〒 252-5210 神奈川県相模原市中央区由野台 3-1-1 TEL: 042-759-8008
本ニュースは、
インターネット（http://www.isas.jaxa.jp/）
でもご覧になれます。
デザイン制作協力／株式会社アドマス

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ISASニュース 2019. 2 No.455

編 集 後 記ついこの間に正月を迎えたと思っていたらあっという間に２月ですね。28 日間の２月もあっという間に過ぎるのでしょうが、
大きなイベントが待ち受けていますね。10 年越しの「三度目の正直」がうまく行くことを祈っています。
（三谷 烈史）＊本誌は再生紙（古 70％）、
植 物 油 イン キ を 使 用しています。