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2023 年度 実績報告書

次世代超大型電波干渉計の実現に向けた軽量無線干渉計技術の創出

研究課題

研究課題/領域番号 21K14352
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

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)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードマイクロ波放射計 / 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 / 超小型衛星惑星探査
研究実績の概要

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位相分配技術を実証する事である。提案技術のコアとなる無線分配技術を1年度目に実験的に実証し、2年度目に同技術をマイクロ波干渉計に組み込み基準同期型サブアレイアンテナを実験的に実証した。3年度目には膜面貼付が可能な1枚の基板に上記技術を実装したサブアレイ基板を完成させ、本研究の目標である大面積マイクロ波干渉計技術の実験的実証を達成した。結果は国際学会複数で発表した。現状では、提案技術の成立性は実験的に実証され、実用化に向けた課題を検討している段階である。特に、薄膜構造体に多数のサブアレイを搭載するためには基板の薄膜化が重要となるため、サブアレイアンテナを薄膜ポリイミド基板で試作中である。
本研究から複数の研究テーマが派生した。まず、干渉法を用いた膜形状計測技術はアンテナ間の相対位置を測定する技術であるため、編隊飛行する衛星群の相対航法センサとして応用する事が可能である。この技術を将来の探査ミッション候補に提案し、宇宙実証に向けて検討を進めている。
また、ポリイミド膜にアンテナを転写する技術を応用する事で超小型衛星に超軽量低周波アンテナを搭載する事が可能になる。特に、超小型ソーラーセイルを用いた小惑星レーダートモグラフィ探査をケーススタディとして取り上げ、ミッション全体の成立性を評価する段階まで検討を進めた。その他にも小型衛星群を用いた地球観測・惑星探査も検討を進めている(それぞれ世界初の方式)。アンテナ膜をロール状に展開する事で数百m級のアンテナも実現可能になると考え、衛星システム設計を含めて検討を進めている。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Thermal Control of Array Antenna Transmitters Attached on Space Membrane Structures2024

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeda, S. Takeda, S. Koike, K. Sawada, M. Fujita, Y. Takahashi, M. Moritani, Y. Saito, H. Hagiwara, S. Tamura, K. Nagai, S. Kanamaru, K, You, S. Shirane, D. Mitchao, M. Matsushita, A. K. Sugihara, Y. Takao, C. Hatakeyama, H. Sakamoto
    • 雑誌名

      Journal of Evolving Space Activities

      巻: 2 ページ: -

    • DOI

      10.57350/jesa.114

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Formation Flying Along Artificial Halo Orbit around Sun-Earth L2 Point for Interferometric Observations2023

    • 著者名/発表者名
      K. Sugiura, Y. Takao, A. K. Sugihara, Y. Sugawara and O. Mori
    • 雑誌名

      Acta Astronautica

      巻: 208 ページ: 36-48

    • DOI

      10.1016/j.actaastro.2023.03.040

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Status of HELIOS-R Membrane-Deployed Microwave Interferometer Demonstration Mission2024

    • 著者名/発表者名
      Ahmed Kiyoshi Sugihara, Takehisa Wada, Tamotsu Suda, Shigeo Kawasaki, Tomoyo Shibata, Masahiro Fujita, Osamu Mori and Ayako Torisaka
    • 学会等名
      75th International Astronautical Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-static Radar Tomography of Small Bodies with Micro-miniature Solar Sails2024

    • 著者名/発表者名
      Ahmed Kiyoshi Sugihara, Yuki Takao, Atsushi Kumamoto, Takaaki Matsuura, Tomoyo Shibata, Ayako Torisaka and Osamu Mori
    • 学会等名
      75th International Astronautical Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-of-flight-based relative displacement measurement on ultra-small space structures for deep space exploration2024

    • 著者名/発表者名
      Tomoyo Shibata, Ahmed Kiyoshi Sugihara, Ayako Torisaka and Osamu Mori
    • 学会等名
      75th International Astronautical Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] フォーメーションフライト衛星群・大面積膜構造体に配置可能な薄型マイクロ波干渉計の技術実証2023

    • 著者名/発表者名
      杉原 アフマッド清志
    • 学会等名
      第67回宇宙科学技術連合講演会
  • [学会発表] 分離型小型着陸機のランデブー・ドッキングにおける電波航法システムの概念検討2023

    • 著者名/発表者名
      杉原 アフマッド清志, 藤田 雅大, 楠本 哲也, 芝田 朋世, 菊地 隼仁, 森 治
    • 学会等名
      第67回宇宙科学技術連合講演会
  • [学会発表] 超小型着陸機による小天体表面サンプリング手法に関する検討2023

    • 著者名/発表者名
      菊池 隼仁, 杉原 アフマッド清志, 森 治
    • 学会等名
      第67回宇宙科学技術連合講演会
  • [学会発表] 超小型ソーラー電力セイルの開発研究と月以遠探査への応用2023

    • 著者名/発表者名
      中条 俊大, 高尾 勇輝, 多々良 飛鳥,中嶋 哲大, 安田 萌恵, 小林 大輝, 荒井 湧介, 渡邉 奎,立川 璃子, 尾崎 直哉, 森 治, 宮崎 康行, 松下 将典, 杉原 アフマッド清志, 鳥居 航, 冨木 淳史, 松浦周二
    • 学会等名
      第67回宇宙科学技術連合講演会, 2023年10月
  • [学会発表] 超小型ソーラー電力セイルによる惑星間空間探査ミッション2023

    • 著者名/発表者名
      高尾 勇輝, 中条 俊大, 多々良 飛鳥,中嶋 哲大, 安田 萌恵, 小林 大輝, 荒井 湧介, 渡邉 奎, 立川 璃子, 尾崎 直哉, 森 治, 宮崎 康行, 松下 将典, 杉原 アフマッド清志, 鳥居 航, 冨木 淳史, 松浦周二
    • 学会等名
      第67回宇宙科学技術連合講演会, 2023年10月
  • [学会発表] 小型ソーラー電力セイルによる外惑星領域探査2023

    • 著者名/発表者名
      森 治, 高尾 勇輝, 松下 将典, 杉原 アフマッド清志, 宮崎 康行, 佐藤 泰貴, 奥泉 信克, 久保 勇貴, 尾崎 直哉, 船瀬 龍, 西山 和孝, 月崎 竜童, 田畑 邦佳, 森下 貴都
    • 学会等名
      第67回宇宙科学技術連合講演会
  • [学会発表] 発電・アンテナ機能を有する軽量膜展開構造物HELIOS-Rの開発状況2023

    • 著者名/発表者名
      松下 将典, 高尾 勇輝, 杉原 アフマッド清志, 森治, 楠本 哲也, 藤田 雅大, 中川 雄登, 大木 春仁, 西村尚, 保田 瞬, 渡邊 秋人, 堀 利行, 伊藤 裕明, 佐藤 泰貴, 宮崎 康行, 奥泉 信克, 大月 幸穂, 鶴谷 柊朔, 中川 果帆, 米田 大晟, 芝田 朋世, 山川 真以子, 金丸 宙, 森谷 元喜, 永井 和希, 竹田 有希, 坂本 啓, 白根 篤史, 岡田 健一
    • 学会等名
      第67回宇宙科学技術連合講演会
  • [学会発表] マイクロ波干渉計を応用した膜面形状測定法2023

    • 著者名/発表者名
      杉原 アフマッド清志, 和田 武尚, 須田 保, 藤田 雅大, 川﨑 繁男, 森 治
    • 学会等名
      第33回 アストロダイナミクスシンポジウム
  • [学会発表] 遠方ターゲットに対して適用可能なビーコンを用いた相対航法誘導2023

    • 著者名/発表者名
      藤田 雅大, 杉原 アフマッド清志, 森 治, 津田 雄一
    • 学会等名
      第33回 アストロダイナミクスシンポジウム
  • [学会発表] Wireless Reference Frequency Distribution for Membrane-Deployed Distributed Microwave Interferometer Concept2023

    • 著者名/発表者名
      Ahmed Kiyoshi Sugihara, Takehisa Wada, Tamotsu Suda, Yuichiro Nada, Masahiro Fujita, Shigeo Kawasaki, Osamu Mori
    • 学会等名
      IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Constellation Around Small Bodies Using Spinning Solar Sails Under Simultaneous Orbit-Attitude-Structure Control2023

    • 著者名/発表者名
      Takao, Y., Mori, O., Kikuchi, S., Oki, Y., Sugihara, A. K., and Kusumoto, T.
    • 学会等名
      6th International Symposium on Space Sailing
    • 国際学会
  • [学会発表] New Solar Power Sail Program in the Post-OKEANOS Era2023

    • 著者名/発表者名
      Mori, O., Masanori, M., Sugihara, A. K., Takao, Y., Chujo, T., Miyaszaki, Y., Satou, Y., Okuizumi, N., Sakamoto, H., Funase, R., Ozaki, N., Kubo, Y., Watanabe A.
    • 学会等名
      6th International Symposium on Space Sailing
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Deep Space Relative Radio Navigation Using Beacons2023

    • 著者名/発表者名
      M. Fujita, A. K. Sugihara, O. Mori and Y. Tsuda
    • 学会等名
      34th International Symposium on Space Technology and Science
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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