2022 Fiscal Year Research-status Report
Lightweight wireless phase synchronization techniques for next-generation extremely large microwave interferometers
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21K14352
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
杉原 アフマッド清志 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙探査イノベーションハブ, 宇宙航空プロジェクト研究員 (70867548)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | マイクロ波放射計 / 干渉型放射計 / 無線電波干渉計 / 薄膜アンテナ / 衛星編隊飛行 / 衛星相対航法 / 膜面形状測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的はソーラーセイルや編隊飛行衛星に搭載可能な大面積マイクロ波干渉計を実現させるために必要な基準信号の無線分配技術を実証する事である。
1年度目の成果（ブレッドボードモデルを使用した基準信号の無線分配技術を実証）を国際学会IGARSS2022、IAC2022を含め、別添の国際・国内学会で多数発表した。2年度目の実施計画として、大面積膜構造体に搭載可能な基準同期型サブアレイアンテナの試作を提案していた。計画通りサブアレイアンテナ基板を3回のイタレーションに分けて試作し、電波暗室で各アンテナ基板の特性評価と4枚のサブアレイアンテナの同時運用する事で膜面干渉計として機能することを確認した。
さらにこの技術を応用し、測定されるデータから膜面の形状を再構築するアルゴリズムを提案・構築し、シミュレーションと実験の両面で実証した。以上2点の成果は国際学会IGARSS2023の口頭発表に採択された。
さらにこの技術を応用する事で複数の衛星間の相対位置を測定する事が可能であることが明らかになり、将来の小天体サンプルリターンミッション等におけるシステム検討を行った。この成果は国内学会第67回宇宙科学技術連合講演会で口頭発表する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究実績にも述べているように、2年度目に実施計画をしていた大面積膜構造体に搭載可能な基準同期型サブアレイアンテナの試作を複数回の試作に分けて実施した（原理確認・要素技術の組み上げ・精度向上の合計3イタレーション）。
さらに、本技術を応用した膜面形状の測定・再構築技術と、複数機の衛星間の相対位置測定技術をシミュレーションと実験をもって実証した。
以上から、本研究は当初の計画以上に進展していると言える。
残る研究期間中に実証してきた要素技術（基準同期型サブアレイアンテナ）を集約し、一つのシステムとしてまとめて実証する事で本研究の目的は達成できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画調書に記載の通り推進する。具体的にはソーラーセイル超軽量大面積構造体と編隊飛行衛星で運用可能な基準同期型サブアレイアンテナを実現するため、試作機の小型薄型化と周波数の安定性（フェーズノイズ）の安定性の向上化を図る。
本技術の実用性については革新的衛星技術実証4号機に搭載が決定されたHELIOS-R干渉計ミッションにて宇宙実証を行う機会を活用し明らかにする。
さらに、基準同期型サブアレイアンテナを用いた膜面形状測定技術と衛星間相対位置測定技術を実験をもって実証し、成果を学術論文より報告する。
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Research Products
(31 results)
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[Presentation] Feasibility study and development status of Transformable spacecraft2022
Author(s)
Yoshiki Sugawara, Toshihiro Chujo, Yuki Kubo, Testsuya Kusumoto, Masahiro Fujita, Ahmed Kiyoshi Sugihara, Osamu Mori, Yasutaka Satou, Nobuo Kenmochi, Kenichiro Sawada, Yuki Akizuki, Ayako Torisaka, Shuji Matsuura, Takayuki Kotani, Kohji Tsumura, Kotaro Ikeda, Saya Kobayashi, Saburo Matsunaga, Junichiro Kawaguchi
Organizer
73rd International Astronautical Congress
Int'l Joint Research
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[Presentation] 超小型ソーラー電力セイルによる深宇宙航行技術実証計画2022
Author(s)
中条 俊大, 高尾 勇輝, 多々良 飛鳥, 渡邉 奎, 安田 萌恵, 小林 大輝, 中嶋 哲大, 木下 幹大, 荒井 湧介, 上野 晟太郎, 森 治, 宮﨑 康行, 松下 将典, 杉原 アフマッド清志, 鳥居 航, 冨木 淳史, 津田 雄一, 佐伯 孝尚, 松永 三郎, 超小型ソーラー電力セイル研究チーム
Organizer
第66回宇宙科学技術連合講演会
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[Presentation] 発電・アンテナ機能を有する軽量膜展開構造物の開発と運用準備状況2022
Author(s)
渡邊 秋人, 酒井 良次, 堀 利行, 伊藤 裕明, 松下 将典, 杉原 アフマッド清志, 高尾 勇輝, 森 治, 佐藤 泰貴, 宮﨑 康行, 奥泉 信克, 川崎 繁男, 坂本 啓, 白根 篤史, 岡田 健一
Organizer
第66回宇宙科学技術連合講演会
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[Presentation] 月面活動の共通キー技術2022
Author(s)
森 治, 佐伯 孝尚, 吉光 徹雄, 古賀 勝, 狩谷 和季, 田邊 宏太, 目黒 裕章, 佐藤 直樹, 中塚 潤一, 香河 英史, 道上 啓亮, 澤井秀次郎, 後藤 健太, 富永 晃司, 丸 祐介, 古川 克己, 長田 泰一, 曽根 理嗣, 宮﨑 康行, 宮澤 優, 杉原 アフマッド清志, 渡邊 秋人, 樋口 健
Organizer
第66回宇宙科学技術連合講演会
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[Presentation] STARMINE計画―深宇宙軌道間輸送機による超小型探査プラットフォームの実現2022
Author(s)
津田 雄一, 中条 俊大, 佐伯 孝尚, 森 治, 丸 祐介, 嶌生 有理, 脇田 茂, 高尾 勇輝, 杉原 アフマッド清志, 松下 将典, 鳥居 航, 宮崎 康行, 超小型ソーラー電力セイルによる航行技術実証ＷＧ
Organizer
第23回宇宙科学シンポジウム
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[Presentation] 次世代小天体サンプルリターンミッションの工学検討状況2022
Author(s)
佐伯 孝尚, 津田 雄一, 森 治, 嶌生 有理, 丸 祐介, 武井 悠人, 澤田 弘崇, 中西 洋喜, 三桝 裕也, 菊地 翔太, 高尾 勇輝, 杉原 アフマッド清志, 山田 和彦, 船瀬 龍, 菊池 隼仁, 次世代小天体サンプルリターンWG
Organizer
第23回宇宙科学シンポジウム
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[Presentation] STARMINEミッションにおける超小型ソーラー電力セイルのシステム検討2022
Author(s)
中嶋 哲大, 中条 俊大, 高尾 勇輝, 多々良 飛鳥, 渡邊 奎, 安田 萌恵, 小林 大輝, 木下 幹大, 荒井 湧介, 上野 晟太郎, 立川 璃子, 島袋 秀晃, 森 治, 宮崎 康行, 松下 将典, 杉原 アフマッド清志, 鳥居 航, 富木 淳史, 津田 雄一, 佐伯 孝尚, 松永 三郎
Organizer
第23回宇宙科学シンポジウム
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[Presentation] トランスフォーマー宇宙機の検討状況2022
Author(s)
菅原 佳城, 久保 勇貴, 中条 俊大, 佐藤 泰貴, 剱持 伸朗 , 藤田 雅大, 楠本 哲也, 杉原 アフマッド清志, 森 治, 秋月 祐樹, 澤田 健一郎, 鳥阪 綾子, 杉浦 圭佑, 小林 紗也, 小林 寛之, 大槻 真嗣, 松浦 周二, 小谷 隆行, 津村 耕司, 松永 三郎
Organizer
第23回宇宙科学シンポジウム
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[Presentation] 遠方探査戦略とキー技術2022
Author(s)
森 治, 佐伯 孝尚, 津田 雄一, 嶌生 有理, 松下 将典, 杉原 アフマッド清志, 高尾 勇輝, 楠本 哲也, 藤田 雅大, 船瀬 龍, 尾崎 直哉, 宮﨑 康行, 中条 俊大
Organizer
第24回惑星圏研究会(SPS2023)
