CanSat

CanSat（カンサット）あるいは缶サット（かんサット）とは、宇宙技術の教育を目的として、小型衛星で用いられるものと類似の技術を使用して製作される、飲料水の缶サイズの小型の模擬人工衛星である。あくまで模擬人工衛星であり、実際に大気圏を離脱したり地球を周回したりすることはない。
概要.
CanSatの競技では炭酸飲料水の缶(直径66ミリメートル、高さ115ミリメートル)の内部に収まる事が必要とされており、重量は350グラム未満である。 アンテナは外部に設置してもかまわないが直径はCanSatが打上げ機から分離するまでははみ出てはいけない。また、それよりも大型であるOpen規格も存在する。
CanSatは原則として小型のロケット（モデルロケット）から放出されるが、競技によって放出高度はまちまちである。 CanSatは回収時の損傷を限定的に留め再利用するために一般的にはパラシュートによる回収システムを備える。打ち上げに用いられるロケットは公平を期すために通常は1機種であるが、ロケットの個体差や風向等の諸条件により、到達高度が異なる場合がある。
日本国内の競技ではCanSatの放出に気球を使用して高度200メートル前後から放出される例が多い。ロケットによる射出高度もアメリカやオーストラリアのように無人の砂漠地帯で実施される競技と日本国内での競技とでは異なる。
近年ではスマートフォンに使用されるMEMSによる技術を応用した加速度センサーやジャイロセンサー、磁気センサーが小型化、低価格化されたことやそれらの搭載例や技術情報がネット上で入手できるようにより、それらを搭載した高機能の機種が主流になりつつあり、徐々に参加者達の水準が向上しつつある。また一部の参加者はモデルロケットやペットボトルロケットの打ち上げ経験もあり、技術向上の相乗効果が期待される。打ち上げ手段や射出高度等、国際大会と国内大会でのルールに若干の相違がある場合があり、国内での競技では着地後、遠隔操作や自律制御でローバーを操縦して目的地に到達する。海岸付近が競技会場の場合、海上に着水することにより、回収不能になる事例もあり、会場の選定に改善が望まれる。
歴史.
1998年、アメリカと日本の12大学からの約50人の学生達と教師達がハワイで開催された"大学宇宙システム会議"University Space System Symposium (USSS) 98にて顔を合わせた。ここでスタンフォード大学の名誉教授は、後にナノサテライト計画になる初期の概念を提案した。 その概念は炭酸飲料の大きさの構造体（体積は約350ミリリットル、重量は約500グラム）を宇宙空間に打ち上げるというものだった。計画は1999年9月11日にARLISS計画としてアメリカと日本の大学によってに実施され、中断することなく継続されている。350ミリリットルの衛星3機またはより大きな体積の衛星を打ち上げるという初期の概念は現在でも継承される。使用されるロケットは1.8キログラムを高度4000メートルまで運べる能力を有し、約400ドルでの廉価な宇宙飛行への扉を開く。
2000年のミッションは大幅に変更された。気圧計やディファレンシャルGPS(誤差補正GPS)システムによる着陸システムが導入された。2001年には衛星が直接目的地に着地するカムバックカテゴリーが追加され、プロジェクトはより複雑になった。このミッションは大成功で2002年には東北大学の宇宙ロボット研究所の学生達が目的地から45メートルの地点に到達し、2006年には6メートルに達した。この種の衛星に対する関心は高まりつつある。2003年には東京大学がCanSatよりも大きくて立方体の形状の2機のCubeSatを軌道に投入した。毎年、アメリカ合衆国ネバダ州ブラックロック砂漠で国際大会であるARLISSが開催される。
近年、Bob Twiggs教授によって提案されたのと同様の概念で、ARLISSの影響を受けた複数の競技が国内外で開催される。日本では8月に能代宇宙イベントで競技が開催され、2008年から高校生を対象とした『缶サット甲子園』が開催され優勝校はARLISSへの出場権が与えられる。
CanSatの運用.
主な要素.
いずれのCanSatでも複数の要素が共有される:
第2の要素.
上述の要素に加えてミッションに応じて必要な機器が追加される。
このシステムは1軸或いは異なる複数の軸のジャイロセンサーで構成される。全てのジャイロセンサーはそれぞれの軸の角速度を計測する。ジャイロセンサーはデータを収集したり位置を認識(慣性航法)する目的で使用される。ジャイロセンサーは加速度計と組み合わせて位置を認識する慣性航法装置(INS)と呼ばれる。校正が正常でなければ誤った値が計測される。これの利点は外部の電磁波に影響を受けるGPSが不要であることである。
CanSatの種類.
主に2種類のCanSatと3つのカテゴリーがあるが、国や大会によってカテゴリや規則は異なる場合がある。
テレメトリー.
これは飛行中のデータを地上局へ実時間で送信する。CanSatのこのカテゴリでは外部からの操縦装置を備えないで自立的に制御される。
帰還.
発射地点へ戻る競技。GPSや慣性航法等の機器を駆使する。
オープンクラス.
上記の2クラスに属さない。新技術を実証したりする既存のカテゴリの枠には当てはまらない型破りな機種がある。
その他.
2016年夏の打ち上げを目標とする類似の大きさのポカリスエットのカプセルを月面に送るLUNAR DREAM CAPSULE PROJECTが進行中である。