Development of Engineering Design Educations by using CubeSat for Bachelor Corse Students

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K01005
• Research Institution: Tokuyama College of Technology
• Principal Investigator: 北村 健太郎 徳山工業高等専門学校, 機械電気工学科, 教授 (60380549)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池田 光優 徳山工業高等専門学校, 機械電気工学科, 教授 (80311083) ; 高田 拓 高知工業高等専門学校, ソーシャルデザイン工学科, 准教授 (80455469)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 超小型衛星 / エンジニアリング・デザイン / 学士課程カリキュラム

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、超小型人工衛星であるCubeSatを題材とし、CubeSat開発における複合技術のシステム開発の手法を、学士課程の汎用的なカリキュラムに適用するための手法の開発を目的としている。人工衛星開発においては、機械工学、電気工学、通信工学などをはじめとする多様な基盤時術を複合してミッションを達成するためのシステムとして設計・開発を行う必要がある。こうした開発手法を工学系学士課程に汎用的に適用するために、R01年度は学生中心の実際のCubeSat開発の検討を行いつつ、高専専攻科における機械制御工学専攻のカリキュラムへの適用を検討・試行した。　検討に際しては、他の教育機関における類似の取り組みの実施状況について訪問調査を併用することによって、事前に想定される課題等を抽出し整理を行った。
特にR01年度は、高専専攻科1年生（大学3年相当）を対象とした機械制御工学総合実験に於いて、ドローン、モデルロケット、CabeSatといった飛翔体を用いた工学ミッションを行うための基本的要素技術を理解するための授業設計を行った。全15回のカリキュラムを構成し、s初回のガイダンス・概論に始まり、モデルロケットの理論・実験、CubeSatを構成する各種センサの実験、センサを用いた制御実験等を実施した。これらの実験を通じて、要素技術についての基本的理解を習得したのち、学生は次年度にCubeSat、モデルロケット、缶サット、ドローン等による空中ミッションを実施するPBL科目を受講する。本年度は、上述の実験の状況を踏まえ翌年度実施予定のPBL科目（総合演習）についてのシラバスの検討を行った。

Research Products

• [Journal Article] A Development of a Model CubeSat with an Amateur Radio Transceiver for Education on Satellite Communication (2020)
  • Author(s): Kentarou Konishi, Masahiro Tokumitsu, Taku Takada, Fumio Asai, Makoto Wakabayashi, Kentarou Kitamura
  • Journal Title: The 2020 International Conference on Artificial Life and Robotics (ICAROB 2020) Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 衛星通信実習のためのアマチュア無線機搭載モデルキューブサットの開発 (2020)
  • Author(s): 小西 健太郎 、徳光 政弘 、高田 拓 、浅井 文男 、若林 誠 、北村 健太郎
  • Journal Title: 米子工業高等専門学校研究報告 Volume: - Pages: -
• [Journal Article] 宇宙技術教育のための2UモデルCubeSat地上モデルの開発と活用実践：2.競技設計と実践 (2019)
  • Author(s): 中谷淳、高田拓、梶村好宏、北村健太郎、上田真也、土屋華奈、上園波輝、笹岡由唯
  • Journal Title: 工学教育 Volume: 67 Pages: 101-106
  • DOI: doi.org/10.4307/jsee.67.2_101
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An online-based educational framework for KOSEN Space Academy: The first year's results (2018) (2019)
  • Author(s): Takada, T., K. Kitamura, J. Nakaya, Y. Kajimura, M. Tokumitsu, M. Wakabayashi, Y. Murakami, N. Hirakoso, K. Imai, A. Kudo, and M. Shinohara
  • Journal Title: Transactions of ISATE Volume: - Pages: 0
• [Journal Article] オンライン会議による工学系モノづくり講座：缶サット講座2019の準備から実践まで (2019)
  • Author(s): 坂本知也、加藤樹、梶村好宏、中谷淳、北村健太郎、篠原学、上田真也、高田拓
  • Journal Title: 工学教育（事例紹介） Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Online-based educational framework of KOSEN Space Academia: Know-how of engineering training (2019)
  • Author(s): T. Takada , K. Kitamura, J. Nakaya , Y. Kajimura , M. Tokumitsu , M. Wakabayashi , Y. Murakami , N. Hirakoso , K. Imai , A. Kudo , and M. Shinohara
  • Journal Title: The 13th International Symposium on Advances in Technology Education Engineering Education for Sustainable Development in 21st Century Volume: - Pages: -
• [Journal Article] A Report on Satellite Communication Lectures in the KOSEN Space Group (2019)
  • Author(s): Masahiro TOKUMITSU, Fumio ASAI , Taku TAKADA, Makoto WAKABAYASHI, Kentarou KITAMURA, and Kazumasa IMAI
  • Journal Title: The 32nd International Symposium on Space Technology and Science (ISTS 2019) Volume: 2019-u-08 Pages: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Report on the KOSEN Space Camp in 2017 and 2018: Mission CanSat to CubeSat Model (2019)
  • Author(s): MakotoWAKABAYASHI, TakuTAKADA, Kenratou KITAMURA, Jun NAKAYA, Yoshihiro KAJIMURA, Masahiro TOKUMITSU, Yukikazu MURAKAMI, Manabu SHINOHARA, Kazumasa IMAI, Fumio ASAI, and Kazuo SHIMADA
  • Journal Title: The 32nd International Symposium on Space Technology and Science (ISTS 2019) Volume: 2019-u-07 Pages: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Education in Aerospace Engineering: A Report on the 2016 KOSEN Space Camp (2019)
  • Author(s): Wakabayashi, M.; Takada, T.; Imai, K.; Kajimura, Y.; Nakaya, J.; Kitamura, K.;Murakami, Y.; Asai, F.; Tokumitsu, M.; Shinohara, M.; Shimada, K.
  • Journal Title: The special issue of Transactions of JSASS Aerospace Technology Japan Volume: 17 Pages: 392-397
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 衛星通信を学習するための教育向けモデルキューブサットの開発 (2020)
  • Author(s): 小西健太郎、徳光政弘、高田拓、浅井文男、若林誠、北村健太郎
  • Organizer: 第25回高専シンポジウム in Kurume
• [Presentation] 衛星通信を実習するためのアマチュア無線機を搭載した教育向けモデルキューブサットの設計と開発 (2020)
  • Author(s): 小西 健太郎，徳光 政弘，高田 拓，浅井 文男，若林 誠，北村 健太郎
  • Organizer: 2019年度電気学会中国支部第12回高専研究発表会
• [Presentation] アマチュア無線機を搭載した衛星通信を実習するための教育向けモデルキューブサットの開発 (2020)
  • Author(s): 小西 健太郎，徳光 政弘，高田 拓，浅井 文男，若林 誠，北村 健太郎
  • Organizer: 2020年電子情報通信学会総合大会
• [Presentation] KOSEN-1 CubeSat mission for Jupiter's radio science (2019)
  • Author(s): 今井一雅、平社信人、高田 拓、北村健太郎、今井雅文、KOSEN-1 Team、Higgins Charles、Thieman James、NASA Radio JOVE Team
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会（幕張メッセ）
• [Presentation] KOSEN-1 CubeSat Mission for Jupiter's Decametric Radio Observation (2019)
  • Author(s): 今井一雅、平社信人、高田 拓、北村健太郎、今井雅文、KOSEN-1 Team、Higgins Charles、Thieman James、NASA Radio JOVE Team
  • Organizer: Magnetospheres of the Outer Planets, Sendai, JAPAN,
• [Presentation] Development of the CubeSat Ground Model Extended from CanSat: Application to Space Education at KOSEN (2019)
  • Author(s): Jun Nakaya, Taku Takada, Yoshihiro Kajimura, Hana Tsuchiya, Namiki Uezono, Yui Sasaoka, Shinya Ueta, Makoto Wakabayashi, and Kentarou Kitamura
  • Organizer: 32nd International Symposium on Space Technology and Science and 9th Nano-Satellite Symposium
• [Presentation] Online-based educational framework of KOSEN Space Academia: Know-how of engineering training (2019)
  • Author(s): Takada, T., K. Kitamura, J. Nakaya, Y. Kajimura, M. Tokumitsu, M. Wakabayashi, Y. Murakami, N. Hirakoso, K. Imai, A. Kudo, and M. Shinohara
  • Organizer: ISATE 2019, 3031898, Shunan City
• [Presentation] 2UキューブサットKOSEN-1のオンボードコンピュータ(OBC)システムについて (2019)
  • Author(s): 谷脇亜郷、今井一雅、KOSEN-1チーム
  • Organizer: 令和元年度電気関係学会四国支部連合大会（新居浜高専）講演論文集 7-4, pp.61
• [Presentation] Development of KOSEN-1 CubeSat for Jupiter's Decametric Radio Observation (2019)
  • Author(s): Kazumasa Imai, Nobuto Hirakoso, Taku Takada, Kentarou Kitamura, Masafumi Imai, KOSEN-1 Team, Charles A. Higgins, James R. Thieman, NASA Radio JOVE Team
  • Organizer: 第146回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会(熊本市国際交流会館)・講演予稿集 R009-P19
• [Presentation] 高専連携技術実証衛星KOSEN-1について (2019)
  • Author(s): 今井一雅、平社信人,高田 拓、北村健太郎、中谷 淳、村上幸一、徳光政弘、KOSEN-1 チーム
  • Organizer: 第63回宇宙科学技術連合講演会(アスティ徳島)・講演予稿集 3K07
• [Presentation] Observation plan of the Low-altitude Ionosphere by 2U-size CubeSat (2019)
  • Author(s): Kentarou Kitamura,Kazumasa Imai, Taku Takada,Manabu Shinohara,Makoto Wakabayashi, Masahiro Tokumitsu
  • Organizer: American Geophysical Union Fall Meeting 2019
• [Presentation] Report on the KOSEN space camp in 2017 and 2018: Mission CanSat to CubeSat model (2019)
  • Author(s): Wakabayashi, M., T. Takada, K. Kitamura, J. Nakaya, Y. Kajimura, M. Tokumitsu, Y. Murakami, M. Shinohara, K. Imai, F. Asai, K. Shimada
  • Organizer: Joint Conference: 32nd ISTS, 27th ISSFD & 9th NSAT