超小型衛星を用いたガンマ線バースト硬Ｘ線偏光観測実験

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24740121
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 谷津 陽一 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (40447545)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 超小型衛星 / MPPC / X線偏光計 / GAGG

研究実績の概要

2014年11月に打ち上げられたTSUBAME衛星のフライトデータ詳細解析と、その故障原因の究明を徹底的に実施した。TSUBAMEに搭載したコンポーネントのうち、アマチュア・バンド用受信機が打ち上げから約10日後に故障し、さらに40日後に衛星のSafeモード移行、そして、3ヶ月後にはCW送信機が停止するという不具合が見られた。これらのトラブルに遭遇し、最終的に信号が見られなくなるまでの3ヶ月の間、モールスによるHKデータの受信を継続することができた。HKから推定される状態変化と、制御プログラムとを照らしあわせた結果、故障の原因となった素子は18~36Vの衛星バス電源から直流6Vの電源を生成する絶縁式DCDCコンバータに起因することが判明した。これらは、アマチュア・バンド用送受信機すべてに使用されており、軌道上で時間が経過するに従って順次故障したと推定される。これらの素子はTID・SEE評価試験をパスしているため、放射線障害による不具合とは考えにくい。そこで、我々は熱設計の不具合を疑い、真空環境下での連続運転試験を実施し、通電から約1週間後にDCDCコンバータの1次側短絡故障を再現した。また、上記不具合以外にも、スピン速度が想定の倍速になってしまうという姿勢制御ソフトウェアのバグ、受信アンテナ設置位置不具合による受信感度の低下、冗長系であったはずのSバンド受信機のON・OFF設定等、全部で9つの不具合が発覚しており、これらを開発期間中に見落とした原因について、プロジェクトマネジメントの観点で詳細に解析した。
また、この不具合解析と並行して、硬X線偏光計のメインセンサをMPPCに置き換えるための基礎技術開発を実施し、多チャンネルMPPCアレイに±10mV精度でHVを印加する装置を開発し、その性能評価を実施した。結晶についてもより高性能なGAGG結晶の放射化評価試験を実施した。

備考

第4回日本プロジェクトマネジメント大賞受賞（2015年7月8日）

研究成果

• [学会発表] GRB偏光観測用超小型衛星TSUBAMEの総括 (2016)
  • 著者名/発表者名: 谷津陽一
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 首都大学東京
  • 年月日: 2016-03-14 – 2016-03-17
• [学会発表] 多チャンネルMPPCアレイのゲイン微調整機構の開発とその応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 河合誠之他
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 首都大学東京
  • 年月日: 2016-03-14 – 2016-03-17
• [学会発表] 広天域硬X線観測モニターのAPD専用低ノイズLSIの性能評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 河合誠之他
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 首都大学東京
  • 年月日: 2016-03-14 – 2016-03-17
• [学会発表] 超小型衛星TSUBAMEの開発と軌道上運用の総括 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松永三郎、河合誠之、谷津陽一、他
  • 学会等名: 宇宙科学連合講演会
  • 発表場所: 鹿児島県（かごしま県民交流センター）
  • 年月日: 2015-10-07 – 2015-10-09
• [学会発表] 超小型衛星TSUBAMEの電源系の軌道上運用結果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松下将典, 栗田真, 谷津陽一, 松永三郎
  • 学会等名: 宇宙科学連合講演会
  • 発表場所: 鹿児島県（かごしま県民交流センター）
  • 年月日: 2015-10-07 – 2015-10-09
• [学会発表] 超小型衛星TSUBAMEの姿勢決定制御系と軌道上データ解析結果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 俵京佑, 河尻翔太(東工大), 松永三郎(JAXA)
  • 学会等名: 宇宙科学連合講演会
  • 発表場所: 鹿児島県（かごしま県民交流センター）
  • 年月日: 2015-10-07 – 2015-10-09
• [学会発表] 超小型衛星TSUBAMEのC&DH系の軌道上評価と技術課題 (2015)
  • 著者名/発表者名: 太田佳, 古賀将哉, 鈴木聡太, 松永三郎
  • 学会等名: 宇宙科学連合講演会
  • 発表場所: 鹿児島県（かごしま県民交流センター）
  • 年月日: 2015-10-07 – 2015-10-09
• [学会発表] 超小型衛星TSUBAMEの通信系の軌道上運用結果と不具合解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 古賀将哉, 宮里和良, 松永三郎
  • 学会等名: 宇宙科学連合講演会
  • 発表場所: 鹿児島県（かごしま県民交流センター）
  • 年月日: 2015-10-07 – 2015-10-09
• [学会発表] Major Upgrade of Electrical Power System for High-powered Micro-satellite (2015)
  • 著者名/発表者名: Masanori Matsushita, Kazuyoshi Miyasato, Masaya Koga, Eugene Kim,Sota Suzuki, Kei Ito, Makoto Arimoto, Yoichi Yatsu and Saburo Matunaga,
  • 学会等名: 30th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-07-06 – 2015-07-10
  • 国際学会
• [学会発表] Attitude Simulation and Result of On-Orbit Initial Operation of Microsatellite TSUBAME (2015)
  • 著者名/発表者名: Shota Kawajiri, Masanori Matsushita, Kyosuke Tawara, Masaya Koga and Saburo Matunaga
  • 学会等名: 30th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-07-06 – 2015-07-10
  • 国際学会
• [学会発表] Thermal Design and Evaluation of Microsatellite TSUBAMEUsing Thermal Analysis During Orbit (2015)
  • 著者名/発表者名: Sota Suzuki,Takashi Nagasu, Eugine Kim and Saburo Matunaga
  • 学会等名: 30th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-07-06 – 2015-07-10
  • 国際学会
• [学会発表] Flight Model Development of the Micro-satellite TSUBAME (2015)
  • 著者名/発表者名: Masanori Matsushita, Shota Kawajiri, Takashi Nagasu, Eugene Kim, Kazuyoshi Miyasato, Souta Suzuki, Kyosuke Tawara, Kei Ohta, Masaya Koga, Hao Ting, Shin Kurita, Nagahisa Moriyama, Makoto Arimoto, Yoichi Yatsu, Shinichi Kimura, Saburo Matunaga
  • 学会等名: 10th IAA Symposium on Small Satellites for Earth Observation
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2015-04-20 – 2015-04-24
  • 国際学会
• [備考] 超小型硬X線偏光観測衛星 TSUBAMEの開発
  • URL: http://www.hp.phys.titech.ac.jp/yatsu/tsubame_science/