衛星開発プロジェクト

1年生~大学院生までが所属する衛星開発プロジェクトでは、奥山研究室・山﨑研究室のサポートの元、数kgの超小型宇宙機設計・開発、理論、数値計算のゼミや実験、衛星の設計コンテストなどに参加し、先輩・教員とのコミュニケーションを通して、宇宙工学を実践的に学び、専門性と広い視野を持つことを活動の狙いとしています。

宇宙工学教材

日本大学1機目の超小型衛星SEEDSは2006年にロシアのDneprロケットで打ち上げられ、残念ながらロケットのエンジントラブルで打ち上げは失敗しましたが、2008年にはSEEDS-IIがインドのPSLVロケットで、2014年にはSPROUTがH-IIAロケットでの打ち上げに成功しています。現在は、地球低軌道環境観測をミッションとした「てんこう2や、JAXAと静岡県立大学大と連携しながら地震の先行現象として有望視されている電離圏の変動現象を観測し、そのメカニズムを解明する「プレリュード(Prelude)を開発中です。両衛星は共に、6U(10cm x 20cm x 30cm)と呼ばれるサイズの超小型衛星です。プロジェクトメンバーは随時募集していますので、ぜひご連絡ください。

学生の活動例

1年生
大学院生を含む上級生が、新入生に対して衛星工学の基礎を教えます。特に、電子基板の作り方やCADによる設計図面の描き方、マイコンによるプログラミングやセンサデータの取得など、衛星開発に直結する内容を体験します。①模擬人工衛星CanSatの製作・打ち上げ実験、②研究室で開発したトレーニング用模擬人工衛星HEPTA-Sat、③衛星設計コンテスト出場に向けた勉強会、④超小型衛星Prelude等の開発への参加等を実施します。
2年生
1年次に引き続き、勉強会を継続したり、上級生・教員との議論の上、衛星開発、CanSat製作・打ち上げ、アウトリーチ活動等を行います。
3年生
2年生に引き続き勉強会を継続したり、上級生・教員との議論の上、衛星設計コンテストへの出場や、アメリカ・ネバダ州でのCanSatの打ち上げ実験イベントARLISSへの参加、衛星開発、学外プロジェクトへの参加等を行います。
4年生・大学院生
超小型衛星のプロジェクトに携わり実際の衛星開発を行います。また、学部4年生1名と大学院生4名のチームで、ビジネスプランコンテストに出場し、工学面だけでなく、ビジネス面も考慮した総合的なモノ・コトづくりに取り組んだこともあります。
  • 衛星開発クリーンルーム
  • 衛星開発クリーンルーム

てんこう2―奥山研究室

九州工業大学で奥山は深宇宙探査機「しんえん2」を開発し、2014年12月に「しんえん2」は「はやぶさ2」と一緒に打上げられています。「しんえん2」は超小型機としては世界ではじめて月軌道を超え、深宇宙の探査に成功した宇宙機となり、また世界ではじめて炭素繊維強化熱可塑樹脂複合材CFRTPを主構造に採用しています。

  • しんえん2
  • しんえん2

その後、奥山とRODRIGUEZは地球低軌道環境観測衛星「てんこう」を開発し、「てんこう」は「いぶき2」の相乗りとして太陽同期準回帰軌道に投入され、観測史上最小となった太陽宇宙線と、逆に最大級となった銀河宇宙線の種類と空間分布の観測を行うとともに、CFRTPの宇宙環境劣化特性の観測も行っています。

  • てんこう
  • てんこう

現在、奥山・RODRIGUEZ研究室は「てんこう2」を開発しており、これは2022年度に打上げ予定です。「てんこう2」のミッションは「てんこう」と同じですが、これに加えて “夢ミッション” を行う予定です。“夢ミッション” はコロナ禍の中でたいへんな思いをしている世界中の人たちに夢と元気を与えることを目的としたもので、皆さんと一緒に作り上げていきたいと思っています。

プレリュード(Prelude)―山﨑研究室

プレリュード(Prelude)

山﨑は、学生時代から超小型衛星の設計・開発・運用に携わっており、衛星開発プロジェクトでも、数kg級の超小型衛星を学生と教員が協力して開発しています。

現在は、電離圏変動現象の観測が可能な衛星の開発に取り組んでいます。短期・直前地震予測の実現は、100年以上研究が進められていますが、未だ実用の見通しがありません。一方、近年地震先行電離圏変動の存在が統計的に有意であることが分かっています。私たちのプロジェクトでは、人工衛星の全球観測でグローバルの地震予測を目指す地震先行現象検知実証超小型人工衛星「Prelude」を開発しています。衛星群による確率的地震発生予報と地上観測とを協調して防災に貢献すること目指しています。

Preludeミッション概要図

Prelude ミッション概要図

また、NPO法人大学宇宙工学コンソーシアム(UNISEC)の加盟団体として、衛星開発に関する他大学との連携、情報交換なども行っています。 最近では、超小型衛星を題材とした宇宙工学教育プログラム(教育モデル・教材)の開発や国内外への展開も行っています。宇宙工学の基礎知識を獲得することはもちろん、衛星の組立、統合、試験を通じて、何かの機能を果たすためのシステムをつくる際に、どういう道筋でその機能を実現すればよいかを体得することを目的とした教育ツールです。講義やテキストに従いサブシステム(電源系、コマンド・データ処理系、通信・地上局系、センサ系)のハードウェア、ソフトウェアの統合・試験をしていきながら各サブシステムの役割・振る舞い・モノコトの「分解」・「統合」・「試験方法」を理解していきます。2017年4月から2021年2月現在で、53か国、500名を超える方々(国内外の中学・高校・大学や、大学院の授業、企業、宇宙機関の研修などに利用)に提供しています。英語の勉強にもなるので、皆さんも是非講師や教材開発をしてみませんか?動画は、毎年日本大学理工学部で実施している超小型衛星の国際的教育プログラムであるCLTP9の様子です。国内外から集まった研究者・教員・学生に対して、工房に所属する学生さんとのコミュニケ―ションを通して超小型衛星に関して理解を深めていきます。