| 研究課題/領域番号 |
16H06342
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
米徳 大輔 金沢大学, 数物科学系, 教授 (40345608)
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| 研究分担者 |
久徳 浩太郎 国立研究開発法人理化学研究所, 主任研究員研究室等, 基礎科学特別研究員 (30757125)
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| 研究期間 (年度) |
2016-05-31 – 2021-03-31
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| キーワード | 重力波 / Ｘ線 / 人工衛星 / ブラックホール / 検出器開発 |
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| 研究実績の概要 |
金沢大学超小型衛星に搭載する広視野Ｘ線撮像検出器の開発と、衛星バス系のうち姿勢制御に関連する部分の開発を行った。
(1)広視野Ｘ線撮像検出器のフライトモデルの開発：シリコンストリップ検出器と高利得アナログ集積回路を実装したセンサー基板、および読み出しデジタル回路基板のフライトモデルを開発した。符号化マスクについては、乱数を用いたシミュレーションにより、自己相関が最も高く、かつ疑似データを生成しにくい設計を行い、マスクを製造した。検出器ハードウェアとしては概ね完成したと言える。センサー基板を駆動するためのFPGAロジックを開発し、それを受けて突発天体を判定したり外部PCとの通信インターフェースを担うCPUソフトウェアの開発を進めている。
検出器のキャリブレーションと環境試験を行なう目的で熱真空チャンバーを製造し、Ｘ線発生装置を用いて、外部から複数の単色Ｘ線源を切り替えられるＸ線光源を製作した。
(2)衛星バス系の開発：衛星の熱構造設計を行い、衛星パネルを製造した。衛星バスCPUのエンジニアリングモデルを用いて太陽センサーの動作検証、磁気センサーのアナログ出力の確認、磁気トルカの駆動、ジャイロの動作検証、および星センサーの動作確認を行った。リアクションホイールについては駆動機構があるため検証を後に回し、バッテリやGPS等の動作確認を行っている。リアクションホイールを除く姿勢制御系の動作検証が行えてきた段階であり、これらのセンサー・アクチュエータを統合して制御するためのアルゴリズムを開発していく段階である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
広視野Ｘ線撮像検出器は、研究実施計画に記載した通りのスケジュールで開発を進めることができ、センサー基板とデジタル回路基板のフライトハードウェアを完成することができている。また、平成２９年度以降に実施するキャリブレーションや環境試験の環境も構築することができている。
衛星バス系については、星センサーの調達に時間を要することが判明したため研究費の繰越を行ったが、その分、バッテリーやGPSの動作検証を進めることで全体のスケジュールに大きな影響が出ないよう調整することができている。
従って、全体としておおむね順調に進展していると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成２９年度は広視野Ｘ線撮像検出器のFPGAロジックとCPUソフトウェアの開発を重点的に行い、フライトモデルの完成を目指す。特に、FPGAによるデータのヒストグラム化と、CPUによる突発天体のトリガーアルゴリズムを開発する。また、衛星バスCPUとの通信インターフェースを確立し、コマンドによる動作検証と観測データの転送を確認する。
衛星バス系の開発については、熱構造モデルに対する熱真空試験と振動試験を実施し、熱数学モデルとのコリレーションを取ることで設計の健全性を確認する。その結果を踏まえてフライトモデルの構造設計を行うことを予定している。
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