長野県佐久市の蓼科スカイライン沿いにあるJAXA の新しい巨大パラボラアンテナ。
地球から遠く離れた宇宙を旅する探査機たちとの通信を担う生命線です。
現在、このパラボラアンテナを含めた設備をGREATプロジェクトチームが美笹深宇宙探査用地上局に整備中であり、完了後に筑波で運用を担います。
このGREAT プロジェクトによる活動を特別展で紹介します。

Ground Station for Deep Space Exploration and Telecommunication

深宇宙を調べる「深宇宙」と呼んでいます。

地球から 200 万キロメートル以上離れた宇宙を地球と月との平均距離は 38 万キロメートル。
深宇宙はその約 5 倍以上の距離に相当します。
JAXA では宇宙の起源・構造・進化の謎を解き明かし、惑星誕生のプロセスを解明するため、深宇宙領域に探査機を送り、惑星や小惑星を調べています。

水星磁気圏探査機「みお」探査機は惑星や小惑星の情報をたくさん集めますが、集めた情報を全て地球に送るためには強い電波を使う必要があります。

小惑星探査機「はやぶさ 2」

そのためには、探査機側の送信機の出力を上げたり、大きなアンテナを使う必要がありますが、探査機はロケットで打ち上げるため、重さや大きさに制限があり、小さいアンテナしか取り付けることができません。

そのため、地球にあるアンテナを大きくしたり、送信機の出力を大きくする必要があります。
日本では長野県佐久市の臼田宇宙空間観測所に 64m のアンテナがあり、現在、「は や ぶ さ ２」な ど の 運 用 に 使 わ れ ています。
ところが、作られてから 30 年以上も経っていて、いつ動かなくなってもおかしくない状態です。
◀64m アンテナ深宇宙追跡管制局（臼田宇宙空間観測所）

深宇宙探査用地上局
JAXA ではこれからの探査機運用に使う新しいアンテナを作ることになりました。
そして、これを担当する深宇宙探査用地上局プロジェクト（通 称：GREAT、グ レ ー ト プ ロ ジ ェ ク ト）が 立 ち 上 が りました。

64m

54m

69m

70m
臼田宇宙空間観測所 64m アンテナ

美笹深宇宙探査用地上局 54m アンテナ

主反射鏡

口径 64m

主反射鏡

口径 54m

重量1,900t

重量2,200t

周波数

S 帯（2GHz）
X 帯（8GHz）

周波数X 帯（8GHz）
Ka 帯（32GHz）

54m アンテナの各部名称は右図のとおりです
主反射鏡（水色の部分）は 680 枚のアルミニウム製パネルから構成されています。
パネル 1 枚は 6 点または 7 点で支えられ、1 枚 1 枚傾きを微調整できるようになっています。
これによりパネル全体の凹凸をクレジットカードよりも薄い 0.6 ㎜以下に抑えます。
なお、主反射鏡の広さはテニスコート 9 面分、重さは 240t になります。
主反射鏡パネルの大きさは、外側になるほど大きくなります。
右の写真のパネルは中心に近いところで使用されるものです。
大きさは長さが３ m、横幅が 1.4m、厚みが 3cm、重さは 37kgあります。

JAXA GREAT54新しいアンテナは直径が 54m、高さが 69m になります。また、データを従来よりも2 倍以上送れる Ka 帯（32GHz）の電波を受信できるようになりました。
64m アンテナと 54m アンテナの違いは図のとおりです。54m アンテナは直径が 10mほど小さくなりましたが、信号を増幅する受信機の性能が良くなったので総合的な性能は 64m アンテナと変わりません。

90m
80m
70m
60m
50m
40m
30m
20m
10m
自由の女神︵台座込み︶
ｍ

93

63ｍ

ｍ

56

Ｈ Ⅲロケット-Ｈ ⅡＢロケット
-

53

ｍ

ｍ

49

Ｈ ⅡＡロケット-

18

Ｈ Ⅱロケット-0m

ブラキオサウルス〜 ｍ

4

プロジェクト｢GREAT」

ステイ
副反射鏡
主反射鏡

アルミニウム製パネル

日よけカバー

集束ビーム給電部
反射鏡切替室Az（アジマス）回転構造部
主反射鏡パネルはどれくらい大きい？？

アンテナ機器室

電波の通り道
電波
↓

副反射鏡

主反射鏡

集束ビーム給電部
第２反射鏡

第３反射鏡

反射鏡切替室

第１反射鏡

第４反射鏡

第７反射鏡

第６反射鏡

第５反射鏡Kaバンド受信機

アンテナ機器室

Xバンド受信機
Xバンド送信機

主反射鏡
集束ビーム給電部
第1反射鏡
第2反射鏡
第3反射鏡

第7反射鏡
第6反射鏡

副反射鏡

から➡

第4反射鏡

反射鏡切替室アンテナ機器室

第5反射鏡

JAXA GREAT54

4

美笹深宇宙探査用地上局 54mアンテナの各部名称
美笹深宇宙探査用地上局
ステイ
日よけカバー
アンテナを傾けたときに太陽光が後ろから差し込むと鏡面を支えている骨組み部分が膨張して鏡面がひずむので、それを防止するために日よけカバーを取り付けています。
また、アンテナ内部の温度を外気温と同じにするため、常時ファンで空気を循環させています

集束ビーム給電部
主鏡及び副反射鏡で集められた電波を反射鏡切替室まで導く役目を持っています

主反射鏡の直径54m

重量2200トン

運用周波数

Xバンド、Kaバンド

運用開始時期

2021年4月

副反射鏡
主反射鏡
680枚のアルミパネルを使用
広さはテニスコート9面程度
鏡面全体の凸凹は0.6mm以下

EL回転構造部
最大速度は1秒間に１度、探査機追尾時には0.03度の細かさでアンテナを仰角方向に動かすことができます

Az（アジマス）回転構造部
最大速度は1秒間に１度
探査機追尾時には0.03度の細かさでアンテナを水平方向に動かすことができます

反射鏡切替室アンテナで捉えた電波を複数ある観測機器の方向に切り替えます

アンテナ機器室
電波から電気信号に変換したデータ処理や送信機などの機器が収納されています

JAXA GREAT54

4アンテナ組立工事経過
アンテナ基礎

Az 回転構造部組立

Az 回転構造部組立

Az 回転構造部組立

Az 回転構造部組立完了

START

2018 年 4 月 20 日

2018 年 5 月 14 日

2018 年 6 月 22 日

2018 年 6 月 25 日

EL 回転構造部組立完成

EL 回転構造部組立2018 年 8 月 1 日

2018 年 7 月 17 日

2018 年 3 月末

組副反射鏡部立GOAL

2018 年 11 月 29 日

主反射鏡部組立2018 年 10 月 23 日

2018 年 10 月 3 日

開発スケジュール2019 年 12 月から「はやぶさ２」の X 帯信号を受信し、2020 年 4 月に Ka 帯信号を受信する予定です。また、2020 年 1０月には「はやぶさ２」の動作や姿勢制御などを指示する信号の送信試験も行う予定です。
2020 年 11 月から筑波宇宙センターからの遠隔監視制御による試験運用を開始し、2021 年 4 月以降に本格的な運用を開始します。
主な運用探査機は「はやぶさ２」、「みお」、欧州宇宙機関の「BepiColombo-MPO」です。
FY2015FY2016FY2017FY2018FY2019FY2020A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M AMJ J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A SO N D J F M਌ਏ崌嵁嵛崰‫ٺ‬崿嵕崠崏崗崰崩嵤嵈ਝ઼‫ٽ‬峙峮峠岿‫ڮ‬嵒嵍崎崘崎งା嵇崫崟嵏嵛崽崏嵤崢‫ٻ‬峙峮峠岿‫ڮ‬嵒嵍崎崘崎௞൓ష൬崽崏嵤崢‫ٺ‬峙峮峠岿‫ڮ‬Xఝਦಀਭਦ৉঱ଂ崟崡崮嵈峘৫৅‫كڭ‬੦মਝੑ‫ٺ‬峙峮峠岿‫ڮ‬Kaఝਦಀਭਦ‫كڮ‬ถ಍ਝੑ‫ط‬೐੅ਝੑ‫كگ‬ଲୗ‫ৃੵط‬૥ୡ‫ٺ‬峙峮峠岿‫ڮ‬峢峘
Xఝଛਦ‫كڰ‬ਠ৉ྚહ૥ୡ‫كڱ‬ਠ৉৹ତ૥ୡ‫كڲ‬੕়૥ୡ‫كڳ‬૥ୡઈ৷‫كڴ‬ਫ਼઒ઈ৷

小惑星探査機「はやぶさ２」

水星磁気圏探査機「みお」水星表面探査機 MPO©ESAJAXA GREAT54

アンテナサブシステム −Antenna Subsystem−
主反射鏡部バッキングストラクチャ

リブ【主反射鏡部】
680 枚のアルミ製パネルを組み合わせてテニスコート 9 面分の広さがあります。
直径 54m【副反射鏡部】
主反射鏡で反射された電波をアンテナ内部に引き込むためにビームを細くします。
直径 5.0m【EL 回転構造部】
EL は Elevation（エレベーションと読む）の略語です。日本語では「仰角」といいます。
アンテナを仰角方向にむけるための機能です。

【カウンターウェイト】
主反射鏡が重いので、それを倒したときでもモータに負担がかからないように反対側におもりをつけます。
これをカウンターウェイトと言います。

【マスターコリメータ】
アンテナが方位方向や仰角方向に回転するときに、アンテナ自体の重さや風などでわずかに傾くことがあります。
その時、自分の向いている方向が本当に正しいのか判らなくなるので、アンテナの回転などに影響を受けないマスターコリメータという神様をこのアンテナには持っています。
マスターコリメータはアンテナの動きから影響を受けないようにアンテナと別々に地面に立っています。

【集束ビーム給電部・反射鏡切替室】
主反射鏡と副反射鏡で集められた電波を観測装置が置いてある方向に導き、また、切り替えます。

【アンテナ機器室】
アンテナを動かすための装置や探査機と通信するための装置が入っています。2 階建てになります。

【Az 回転構造部】
Az は Azimuth（アジマスと読む）の略語です。日本語では方位と言います。
アンテナを方位方向に向けるための機能です。

JAXA GREAT54

4

美笹深宇宙探査用地上局
主要システム構成岽島岶਌ਏ崟崡崮嵈峘峃峣峐峊㋏䜾䝺䝁䜲ᫍேKaఝਭਦ
Kaఝ଩හఠਭਦੜ்
ಎ઼

Kaఝਭਦ
RF崌嵛崧崽崏嵤崡ಎ઼

Xఝ/Kaఝଛਭਦਦಀ૪৶ಎ઼Kaఝ/Xఝ
ਭਦఢణਯ૗ఌಎ઼ଂઈ৷ଵ਑ಎ઼崮嵔嵉崰嵒୮৹ಎ઼/崛嵆嵛崱਑౪ಎ઼Kaఝ崨崎嵛崛嵛崸嵤崧ૅਫ৷ਦಀলৡಎ઼崊嵛崮崲ஔਗ਼ಎ઼

Xఝপਗ਼ৡੜ்ಎ઼

峹峁岶໒ణ岵峳嵒嵊嵤崰峑ઈ৷峁峐峮峷岰岵岮岞

Xఝଛਦ

Xఝଛਦ
RF崌嵛崧崽崏嵤崡ಎ઼໒ణഌຬ崣嵛崧嵤

IF/Xఝଛਦఢణਯ૗
ఌಎ઼64௝ேଂઈ৷ଵ਑ಎ઼ৼெਉ崕嵋嵛崹崡崊嵛崮崲ಎ઼崊嵛崮崲਑౪ಎ઼崊嵛崮崲હఝಎ઼

Xఝ଩හఠਭਦੜ்ಎ઼

Xఝ/IFఝਭਦఢణਯ૗ఌಎ઼

Xఝਭਦ
RF崌嵛崧崽崏嵤崡ಎ઼崯嵤崧ীଦ/໮஋ಎ઼

Xఝਭਦৼெਉཾ੊ৠ৒崟崡崮嵈ଂઈ৷ଵ਑ಎ઼੦૆ਦಀ/ৎമఏ૆ಎ઼崒嵤崿嵛嵓嵤崿ઁఝୠਭਦಎ઼

Xఝ崨崎嵛崛嵛崸嵤崧

VLBI௴೾
య峮ଠ৬௴೾峬峑岷峵峁岝峇島峼ૢ৷峁峐ർਪਃ峘ਜ਼઼峬೾৒峑岷峵峽峊‫آ‬਷ಞ嵉嵤崞3000ਐফ峕‫ڭ‬ଧ峁岵峄島峔岮ৎੑ৉঱ଂ峍峐౦峽峔ਝ૟峮ಎ઼岶ੌ峩়峹岿島峐峑岷峐岮峵峽峊峗岞䜾䝺䞊䝖ྩ

低雑音受信増幅装置−Low Noise Ampliﬁer(LNA)−LNA峙岝崊嵛崮崲峑岵岷ૐ峫峉ਦಀ峼岝ଛਭਦ崝崾崟崡崮嵈峘峉峫峕峇峍岹峴峇峘峨峨岺峽峒ఁপ峃峵峉峫峘ಎ઼峊峲岞৯য়峉峔岮岻峓峒峍峐峬পহ峔峽峊岞崿嵕崠崏崗崰崩嵤嵈৔峑峙岣岮峠峁਒岤峍峐ళ峚島峐岮峵峽峊੉岰峘峙ල౐峊岻峓岝岣峇峍岹峴峇峘峨峨岤岶ৰ峙প૗峔峽峊岞峇峘峉峫峕ா଩ആ峕峨峑ഐ峮峁峐හఠ峘੪峼૵峎峽峊峲岞

LNA੡য峘ཁ੩੔েਗਟణ岵峳
HEMT峼ஹ峵தਗ਼଑崽崋嵓崧প岷峔崊嵛崮崲峕峎峔岶峵৵岿峔崊嵛崮崲崰嵑嵛崠崡崧‫ق‬ਦಀ峼ఁপ‫ق‬ੜ்‫ك‬峃峵৖ષ‫ك‬‘ೝ崟嵤嵓崱峑೸峘෶ো峼崓崫崰岽島峙ഐ๋ਃ岞ா଩ആ峘4K‫ق‬嵆崌崲崡٦‫ك‬峨峑ഐ峮峁峐岹島峵峲৊峂峲岰峕ৄ岲峐峬峇島峈島峘ຢ峘র峑峙岝ী૿峁峐லহ峼峁峐岮峵峈岞

X帯低雑音受信増幅装置

Ka帯低雑音受信増幅装置

「はやぶさ 2｣の信号受信成功！
国立研究開発法人 宇宙航空研究開発機構（JAXA）は、現在開発を進めている美笹深宇宙探 査 用 地 上 局（54m 大 型 パ ラ ボ ラ ア ン テ ナ）に お い て、２ ０ １ ９ 年 12 月 16 日
04:40:49 〜 06:43:01（日本時間）にかけて、小惑星探査機｢はやぶさ２｣から X 帯（電波の周波数帯域の一つ：8GHz 帯）で送られるテレメトリ信号の受信に成功しました。
美笹局は、臼田宇宙空間観測所にて運用中の 64m 大型パラボラアンテナの老朽化対策として、新たに開発中の地上局です。
今回の｢はやぶさ２｣からの信号の受信により、美笹局の開発で掲げている目標の１つを達成できました。
引続き、別の周波数帯（Ka 帯：32GHz 帯）で送られる信号の受信や、X 帯（7GHz 帯）での指令信号等の送信の確認を行い、2021 年 4 月からの本格稼働を予定しています。
崡嵂崗崰嵑嵈峘রੱ峕য়峍峐岮峵峬峘峙রੱఢణਯ峑峃岞峇峘峙峮峠岿‫ڮ‬岶ৄ岲઩峫峘ৎ峙঱੶峘峲岰峕রੱఢణਯ峊岻૏崝崌崱য়峍峐岮峵峬峘峙ౢဦଛణఢణਯ峒岮岮岽島峕崮嵔嵉峘ਭਦ峑峃岶岝ਭਦ岶਍৒峃峵峒క峘峲岰峕ౢဦଛణ岶૏崰嵒ਦಀ岶அ峨島峐岮峨峃岞
はやぶさ２の信号崝崌崱峕ਠ島峨峃岞রੱఢణਯরੱఢణਯৣડ峘ౢဦଛణఢణਯ঱ડ峘ౢဦଛణఢణਯ

はやぶさ２が見え始めの時は上図のスペクトラムの中心に立っているもの峙峮峠岿‫ڮ‬峘ਦಀ
ように中心周波数だけの受信ですが、は中心周波数です。

受信が安定すると右のように副搬送その両サイド立っているものは副搬送波が両サイドに現れます。

波周波数といいこれにテレメトリ信号が含まれています。

▲受信成功を喜ぶ GREAT プロジェクトチーム
および関係企業のみなさん▶

JAXA GREAT54

「はやぶさ 2｣の信号受信成功！
美笹深宇宙探査用地上局における Ka 帯電波の受信について
国立研究開発法人 宇宙航空研究開発機構（JAXA）は、現在開発を進めている美笹深宇宙探査用地上局（54m 大型パラボラアンテナ）において、昨年 12 月 16 日に成功した小惑星探査機「はやぶさ２」からの X 帯信号の受信（8GHz 帯）に引き続き、4 月
8 日 午前 3 時 15 分頃（日本時間）に Ka 帯（32GHz 帯）信号の受信に成功しました。
Ka 帯による深宇宙探査機信号の受信は国内で初めてとなります。
Ka 帯の利用により探査機からのデータ伝送量を X 帯に比べて増加させることが可能な見込みであることから、今後の探査機運用に大きく寄与することが期待されています。
美笹局は、臼田宇宙空間観測所にて運用中の 64m 大型パラボラアンテナの老朽化対策として、新たに開発中の地上局です。今回の「はやぶさ２」からの Ka 帯信号の受信成功により、残すは新規に開発中の固体電力増幅装置を用いた X 帯（7GHz 帯）での指令信号等の送信確認となります。
この確認を経て、美笹局は 2021 年 4 月から本格稼働をしています。

※本情報につきましては以下の URL でもご覧頂けます。