超小型人工衛星「キューブサット」、宇宙での通信実験に向けて。

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超小型人工衛星「キューブサット」、宇宙での通信実験に向けて。

2021.05.01

提供:愛知工科大学

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超小型人工衛星「キューブサット」、宇宙での通信実験に向けて。

愛知工科大学 電子ロボット工学科の西尾正則先生の研究室は、超小型人工衛星「キューブサット」の技術開発に取り組んでいます。研究のポイントは人工衛星同士の通信をLED照明と動画カメラによって可能にすること。この衛星を地上に近い軌道にたくさん飛ばします。この仕組みにより、通信時間の遅れを従来の通信衛星に比べてとても小さくすることができます。西尾先生の研究室は開発したキューブサットの通信を実証実験するため、衛星打ち上げに向けて資金を調達中。できるだけ早い段階で上空での実験を可能にするため、調整を続けています。

この記事をまとめると

  • 低軌道を飛ぶたくさんのキューブサットで通信の時間遅れを小さくする。
  • LEDと動画カメラを使って衛星同士の通信を行うための開発研究。
  • 幅広い分野に興味が持てる好奇心と、マネジメントセンスが重要。

低軌道で互いに通信を行う超小型人工衛星ができることは?

キューブサットとは、1辺が10cm程度の立方体形をした超小型人工衛星。1999年にアメリカで発明され、2003年より多数のキューブサットが世界中で打ち上げられています。愛知工科大学工学部電子ロボット工学科の西尾正則先生の研究室はこの人工衛星の技術開発と、その打ち上げに向けて取り組んでいます。
「キューブサットをたくさん使った宇宙通信ネットワークを構築することが目標です。これまでの大型静止衛星では地上から衛星が遠く離れているため、地上との情報のやりとりに大きな時間のずれが生じていました。開発するシステムは、地上数100kmの低い軌道を飛ぶので、地上との通信に時間のずれが起こりにくくなります」(西尾先生)。
この技術を応用すれば、医師がオンラインでロボットを使い遠隔地での手術を行ったり、世界中で同時にオンラインゲームの対戦を行ったりするときにも、スムーズに進められるようになります。

レーザーではなくLEDと動画カメラで衛星同士の通信を行う。

西尾先生の研究のポイントは、衛星同士の通信方法にあります。
「衛星同士の通信をレーザー光線ではなくLED照明で行います。レーザー通信では、衛星同士をしっかり向き合わせる必要がありますが、キューブサットは小型で精密に姿勢を制御できないため、それはとても困難です。LEDの光は広範囲に広がることが特徴。受信する側の衛星で光の点滅を動画カメラでとらえれば、多少衛星の向きがずれても信号を受け取ることができます」(西尾先生)。
西尾先生の研究室が手掛けるキューブサットの技術はほぼ完成しており、現在は打ち上げに向けてベンチャー企業と資金を集めている最中。その間もキューブサット打ち上げプロジェクトや、他大学のプロジェクトに技術協力することでノウハウを蓄積し、実績を積み上げています。
「2機のキューブサットを打ち上げ、低軌道上での通信が可能であることを実証します。できるだけ早く実現させたいですね」。

他者の専門分野に興味を持てる好奇心と、マネジメントの姿勢。

キューブサットはこれまでの人工衛星に比べて低コストで小型のため、宇宙貨物船を用いれば数千個を一度で軌道に乗せることも可能です。低軌道に投入することで、寿命が尽きたあとは大気圏で燃え尽き、宇宙ゴミを出しません。
「もともと私は国立天文台で研究に従事しており、天文学の研究から宇宙開発に興味を持ちました。だから私にとって『宇宙を汚さない』ことも、いま進めている研究の特徴です。宇宙開発技術は機械工学や電子工学、情報工学など幅広い分野にまたがる総合科学技術。ひとつの分野に閉じこもることなく、他者の専門分野に興味を持てる人に向いている学問だと思います」(西尾先生)。
そして、チームや学外の企業や団体と連携する必要があることから、マネジメントの資質も重要とのこと。「専門知識に加え、プロジェクト全体を牽引できる人はこの分野で成功すると思います。研究を通して、そんな人材に育って欲しいですね」。

【広告企画】提供 : 愛知工科大学

この記事のテーマ
工学・建築」を解説

工業技術や建築技術の発達は、私たちの生活を快適で安全なものに変えてきました。先人たちが生み出した知恵に新しい技術をプラスすることで、技術はいまも進歩し続けています。インフラの整備や災害に強い街作り、エネルギー効率の高い動力機械やロボット開発など、暮らしを豊かにする先端技術を学びます。

「工学・建築」について詳しく見る

この記事で取り上げた
「電子工学」
はこんな学問です

情報の伝達処理における電気や電子の流れについて学び、研究する学問。電気の性質を解明して、スピーディーな情報伝達手段に活用することが目的である。基礎として、計測制御技術、電子回路、デジタル回路の知識と技術を学び、半導体による電子回路技術や電子デバイスシステムなどの応用研究を行う。ハイテク産業への応用研究には、情報通信技術、光デバイス、ロボット開発などがあり、現代社会に欠かせない技術開発を担っている学問といえる。

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