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2021 年度 実施状況報告書

工学・科学教育のためのモデルCubeSatの環境試験構築と利用実践に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K03243
研究機関東京都立産業技術高等専門学校

研究代表者

高田 拓  東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 准教授 (80455469)

研究分担者 石川 智浩  北海道教育大学, 教育学部, 准教授 (30369954)
北村 健太郎  九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (60380549)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード超小型人工衛星 / モデルCubeSat / 環境試験装置
研究実績の概要

本研究の目的としては、超小型人工衛星モデル(モデルCubeSat)教材のための環境試験装置を構築し、これらの教材の利用実践に対して教育効果を評価する。
環境試験装置としては、人工衛星開発で一般的な「特別な環境での試験」を安価かつ簡易的に実施できる装置を目指しており、学生のモノづくり教育に利用できる。学生は、モデルCubeSat教材の製作から環境試験による課題の分析を通して、工学教育的な要素と科学教育的な要素をそれぞれ取得できる。最終的に、人工衛星開発に関連した教材と試験装置セット、および、それらを利用した際の教育的な効果を測定するシステムの完成を目指している。
2021年度の研究進捗としては、主な3つの事項に関して以下の状況である。
1.モデルCubeSatを利用した環境試験装置の構築に関しては、真空装置および太陽光源照射試験に関して設計を進めており、試作段階に入っている。
2.モデルCubeSatのキット化に関しては、長期的な電源基板の製作を考慮して、電子部品の選別を行い、電源基板のバージョンアップを行った。ただし、近年の半導体不足のため、一部機能の組み込みが困難な状況が続いている。
3.学生によるモデルCubeSatの教育的利用に関しては、2021年度のオンラインによる製作講座と簡易な実験実習の実施に際して、改良したモデルCubeSatを利用してもらっている。オンライン実施で、比較的高度なモノづくり講座を実施できたので、選択肢の幅が広がった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

2021年度は、いくつかの事情により、研究の進捗状況は遅れている。今年度も、大勢の学生を集めた合宿型の活動などを行うことが難しかったため、モデルCubeSatを利用した学生による競技や環境試験実習などが実施できなかったことがある。また、異動した年度のため、卒業研究の学生配属がなく、本研究業務をサポートする学生が少なかったことがある。

今後の研究の推進方策

最終年度である2022年度は、環境試験装置の製作や動作確認などに注力して研究を進めていく。2022年度に打ち上げ機会のあるCubeSatの開発が進んでいるため、そこから得られる経験やノウハウを本研究開発に活かしやすい状況にあるまた、学生の教育的効果を図る機会は、2022年度に実施できるように調整していく。。

次年度使用額が生じた理由

世界的な半導体不足のため、予定していた装置の納期が遅れたため、次年度に執行する予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] オンライン型モノづくり講座の実践と協同ミッション:缶サットからモデルCubeSat製作まで2021

    • 著者名/発表者名
      徳光政弘、高田拓、村上幸一、中谷淳、下垣丈汰朗、今井雅文、若林誠、上田真也
    • 雑誌名

      工学教育(事例紹介)

      巻: 69-6 ページ: 120-125

    • DOI

      10.4307/jsee.69.6_153

    • 査読あり
  • [学会発表] Cultivation of space human resources by nationwide KOSEN online lectures and idea contest to develop mission planning ability2022

    • 著者名/発表者名
      M. Wakabayashi, K. Imai, M. Imai, M. Tokumitsu, J. Nakaya, Y. Murakami, N. Hirakoso, T. Takada, K. Shimada
    • 学会等名
      Joint Conference: 33rd ISTS, 28th 10th NSAT and 14th IAA lCPM
    • 国際学会
  • [学会発表] Three-year archievements in Human Resourace development program in space engineering2022

    • 著者名/発表者名
      K. Kitamura, M. Ikeda, S. Miura, K. Imai, T. Takada, M. Wakabayashi, Y. Kajimura, N. Hirakoso, M. Shinohara, M. Tokumitsu, J. Nakaya, Y. Murakami and Y. Kakinami
    • 学会等名
      Joint Conference: 33rd ISTS, 28th 10th NSAT and 14th IAA lCPM
    • 国際学会
  • [学会発表] 高専宇宙人材育成における気球実験の取り組みと将来像2021

    • 著者名/発表者名
      若林 誠、村上 幸一、中谷 淳、徳光 政弘、高田 拓、今井 雅文
    • 学会等名
      大気球シンポジウム:2021年度
  • [学会発表] 高専間で連携した実践的宇宙人材育成2021

    • 著者名/発表者名
      若林 誠、今井 雅文 、徳光 政弘 、中谷 淳 、今井 一雅、平社 信人、池田 光優、高田 拓、北村 健太郎、村上 幸一、高専スペース連携
    • 学会等名
      第65回宇宙科学技術連合講演会
  • [学会発表] 異なるレベルを対象とした包括的な人工衛星技術教育とその評価法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      北村健太郎、梶村好宏、池田光優、高田拓、村上幸一、今井一雅、平社信人、西尾正則、若林誠
    • 学会等名
      第65回宇宙科学技術連合講演会

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公開日: 2022-12-28  

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