本學 小型宇宙機システム研究センター（略稱 SSSRC、センター長 小木曽 望）と室蘭工業大學 航空宇宙機システム研究センター（略稱 APReC、センター長 內海 政春）は、新規展開構造物の軌道上計測システムの実証、およびアマチュア無線帯（VHF）での高速通信技術の実証をめざし、超小型衛星「ひろがり」を共同開発しました。

「ひろがり」は2021年2月14日にアメリカのNASAワロップス飛行施設より打ち上げられた後、同年3月14日に國際宇宙ステーション（ISS）から放出され、現在も運用を継続しています。

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超小型衛星「ひろがり」のミッションと成果

ミッション1： ミウラ折り板構造の展開?形狀計測 ―將來の大面積構造を「ひろげる」―

近年、人工衛星はより高度なミッションを行うために、太陽電池パネルなど輸送制約において高い収納性が求められる大面積構造物搭載の必要性が増加しています。これを実現するためには、厳しい宇宙環境下で大面積構造物が形狀精度要求を満たせているかどうかを軌道上で計測する必要があります。

「ひろがり」では、折り紙工學におけるミウラ折りを発展させ、厚みを考慮した二次元展開板構造物を隙間なく収納し、宇宙空間で平面展開します。また、二次元格子を利用した光學的な表面形狀計測システムを搭載し、その有用性を軌道上実証します。

宇宙空間でのミウラ折り構造物の応用例は過去にもありましたが、板厚を考慮できた折り紙工學の視點では世界初の実証です。

ミッション2：アマチュア無線帯での高速データ通信―アマチュア無線の幅を「ひろげる」―

従來の多くのアマチュア無線衛星は UHF、VHFで1.2kbps、9.6kbps の通信速度を利用していました。これらには、主にパケットロスが生じた際に地球局からの再送要求が必要となるAX.25が用いられ、衛星運用のコストが大きくなる要因になっていました。

そこで「ひろがり」では、より高速な13.6kbps GMSK、19.2kbps 4FSKを採用し、さらに、誤り訂正能力を持つリード?ソロモン符號を用いたプロトコル、およびリード?ソロモン符號に畳み込み符號を組み合わせたプロトコルを採用しました。これらの通信技術の有用性を実証し、より高効率な通信をめざします。

ミッション3：メッセージボックスサービス―アマチュア無線での交流を「ひろげる」―

メッセージボックスサービスを提供するためテスト運用を実施し、世界各國のアマチュア無線家の方々の協力のもと、サービスが機能することを確認しました。また、アマチュア無線家ではない方にも交流を「ひろげる」ために幅広い世代からメッセージを募集し、「ひろがり」を通して世界中へ発信しています。

今後は、定常的なサービスをめざして運用を本格化していきます。なお、現在は運用を本格化し、アマチュア無線家の方々へ定期的にサービスを開放しています。

運用に関わる學生のコメント

大阪府立大學 小型宇宙機システム研究センターについて

學生が中心となって超小型人工衛星?小型ロケットなどの宇宙機を開発しているセンターです。1年生から大學院生までがお互いに協力し、活動しています。學生がカリキュラムをつくり、上級生が下級生に対して宇宙機の開発に必要な技術を教える活動や、地域の方々に宇宙を身近に感じてもらうためのアウトリーチ活動も行っています

プロジェクト資金の支援に対するお禮

超小型衛星「ひろがり」の開発ならびに大阪府立大學小型宇宙機システム研究センターの活動に対しては、「ふるさと納稅制度」を活用した大阪府立大學への寄附制度である「つばさ基金」を通じて、學內外の多くの方々から寄附金をいただきました。また、室蘭工業大學ではクラウドファンディングを実施し、「ひろがり」プロジェクトに対する多大な支援と聲援が集まりました。支援いただいた皆さまには、厚く御禮申し上げます。

SDGs達成への貢獻

大阪府立大學は研究?教育活動を通じてSDGs17（持続可能な開発目標）の達成に貢獻をしています。

本プロジェクトはSDGs17のうち、「9：産業と技術革新の基盤をつくろう」、「17：パートナーシップで目標を達成しよう」に貢獻しています。

関連情報

• 大阪府立大學 小型宇宙機システム研究センター Webサイト
• アマチュア無線ミッション―HIROGARI(OPUSATⅡ) Amateur Radio Mission Site（SSSRC Webページ）
• 大阪府立大學 つばさ基金 Webサイト
• 宇宙機構造工學研究室（ 室蘭工業大學 Webページ）
• 航空宇宙機システム研究センター（室蘭工業大學 Webページ）