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「きぼう」での実験

小型衛星放出機構(J-SSOD)

最終更新日:2015年09月18日
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小型衛星放出機構

小型衛星放出機構(JEM Small Satellite Orbital Deployer: J-SSOD)は、CubeSat規格(10cm×10cm×10cm)の超小型の人工衛星を、「きぼう」日本実験棟のエアロックから搬出して放出機構で打ち出し、軌道に乗せるための仕組みのことです。J-SSODは、親アーム先端取付型プラットフォーム、衛星搭載ケース、分離機構などから構成されています。

主要諸元
項目 概要
搭載衛星サイズ CubeSat規格衛星1U、2U、または3U*
投入軌道 軌道高度380~420km程度(放出時のISS高度による)の円軌道
軌道傾斜角:51.6°
衛星の弾道係数 120kg/m2以下(衛星をISSより早く落下させるため)
投入方向 ISS軌道面内、鉛直下向きから後方45度方向
(放出後のISSとの衝突防止のため)
投入速度 1.1 - 1.7 m/sec
軌道周回寿命 100日~250日程度(弾道係数/放出高度/太陽活動などに依存)

*CubeSat規格衛星:縦10cmx横10cm、1U:高さ10cm、2U:高さ20cm、3U:高さ30cm

J-SSODを利用した超小型衛星放出ミッション

国際宇宙ステーション(ISS)の各モジュールの中で唯一、エアロックとロボットアームを合わせ持つ「きぼう」の機能を活用し、「きぼう」から超小型衛星を放出します。

ミッションの流れ

写真

衛星搭載ケースに搭載された状態の超小型衛星

写真

衛星搭載ケースが設置された親アーム先端取付型実験プラットフォームを、エアロックのスライドテーブルに取り付けた状態

  1. 衛星専用の搭載ケースに搭載した超小型衛星を、「こうのとり」などの補給船の搭載品としてISSに運びます。
  2. 「きぼう」の船内で、衛星搭載ケースを親アーム先端取付型実験プラットフォームに取り付けます。次に親アーム先端取付型実験プラットフォームをエアロックに取り付け、放出機構のチェックアウト、前準備を実施します。
  3. 衛星搭載ケースを取り付けた親アーム先端取付型実験プラットフォームをエアロックから船外に搬出します。ロボットアームで親アーム先端取付型実験プラットフォームを把持した後、放出方向へ移動します。
  4. その後、親アーム先端取付型実験プラットフォームをISS進行方向と逆側、下方45°に向けた後、衛星搭載ケース内のバネにより衛星を放出させます。

小型衛星放出機構で打ち出される衛星は、ロケットで直接打ち上げられる衛星に比べて、以下のメリットがあります。

  • 打上げ環境条件が厳しくない(ISS向けの船内貨物として打上げられるので、震動等の打上げ条件が緩くなっています)
  • 打上げ機会が多い(各国のISS向け輸送機が利用できます)
  • 打上げ後、軌道上でのクルーによる事前チェックアウトが可能です(より確実なミッション達成)

ミッションの手順を確立するために実施された小型衛星放出技術実証ミッションの概要

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小型衛星放出技術実証ミッションにおいて衛星を放出する様子

超小型衛星放出の技術実証とミッションの運用手順の確立を目的として、小型衛星放出技術実証ミッションを、2012年10月4日から5日にかけて実施し、5機の超小型衛星を2回に分けて放出しました。

1回目(WE WISH、RAIKOの放出):10月4日午後11時37分
2回目(FITSAT-1、F-1、TechEdSatの放出):10月5日午前0時44分

1回目はISSに滞在していた星出宇宙飛行士の操作によって、2回目は地上の「きぼう」運用管制室からの操作によって衛星を放出しました。

「きぼう」から小型衛星を放出
成果:ISS 船外からの衛星放出に成功!

東京大学、ベトナム国家衛星センター及びIHI エアロスペース社の衛星

予定通り、5 つの超小型衛星をISS から放出することに成功しました。ロボットアームを使った衛星放出ミッションはISS 初の試みでしたが、安全審査等を含む一連のプロセスを確立することができました。 これにより、小型衛星放出機構の技術実証は完了し、新たな衛星打上げ機会として利用者を募っています。

「こうのとり」4 号機(HTV4)では、東京大学、ベトナム国家衛星センター及びIHI エアロスペース(株)が共同開発した超小型衛星を含む、計4機の衛星を若田宇宙飛行士が放出しました。

「きぼう」からの 超小型衛星の放出機会提供(無償の仕組み)

これまでに放出された衛星

宇宙ステーション補給機「こうのとり」3号機(HTV3)に搭載して運び、小型衛星放出技術実証ミッションにおいて放出した衛星
衛星名 RAIKO FITSAT-1 WE WISH
外観 画像:より大きな画像へ 画像:より大きな画像へ 画像:より大きな画像へ
サイズ 2U 1U 1U
機関 和歌山大/東北大 福岡工業大 明星電気
ミッション
  • 魚眼カメラによる地球撮像
  • カメラ撮像によるISS放出時の相対運動計測
  • スターセンサの宇宙実証実験
  • 膜展開による軌道降下実験
  • 小型衛星可搬地上局の開発及び国際共同受信
  • Ku帯ビーコン電波のドップラ周波数計測による軌道決定実験
  • Ku帯通信機による高速データ通信実験
  • 小型衛星用高速送信モジュールの実証実験
  • 高出力LEDによる可視光通信実験
  • 地域技術教育への貢献と小型衛星取得データの利用促進
  • 超小型熱赤外カメラの技術実証
提供機関 JAXA公募衛星
衛星名 F-1 TechEdSat
外観 画像:より大きな画像へ 画像:より大きな画像へ
サイズ 1U 1U
機関 NANORACK社
/FPT Univ/UPPSALA Univ
NASAエイムズ研究センター
/San Jose State Univ
ミッション
  • CubeSatMagnetometer実証実験
  • C328低解像度カメラの実証実験
  • 温度センサの実証実験
  • SPA Hardware/Softwareの実証実験
  • Iridium 又はOrbComm衛星を介した衛星間通信実験
提供機関 NASA公募衛星
宇宙ステーション補給機「こうのとり」4号機(HTV4)に搭載

2013年8月4日に打ち上げられた宇宙ステーション補給機「こうのとり」4号機(HTV4)に搭載されてISSに運ばれ、放出準備作業を経た後、2013年11月19日に3機が放出され、20日に1機放出されました。

衛星名 PicoDragon ArduSat-1 ArduSat-X TechEdSat-3
外観 写真 写真 写真
サイズ 1U 1U 1U 3U
機関 東京大学/ベトナム国家衛星センター/(株)IHIエアロスペース Nanorack社/NanoSatisfi社 NASAエイムズ研究センター
ミッション 地球撮像 プログラム書き換え機能を有するOpenプラットホームの技術実証(一般人が製作したアプリケーションをアップリンクし、軌道上で動作させる実証実験) Exo-brakeと呼ばれるブレーキ機構の軌道離脱技術実証
提供機関 JAXA公募衛星 NASA公募衛星
ドラゴン補給船運用5号機に搭載

ブラジルの研究機関が開発しAESP-14と名付けられた超小型衛星が、2015年1月10日に打ち上げられたドラゴン補給船運用5号機に搭載されてISSに運ばれ、2015年2月5日に放出されました。

衛星名 AESP-14
外観 写真
サイズ 1U
機関 ブラジル航空技術大学(ITA)/ブラジル国立宇宙研究所(INPE)/ブラジル宇宙庁(AEB)
ミッション アマチュア無線電波を発信

※1:AESP-14は、「きぼう」からの超小型衛星の放出機会提供(有償の仕組み)を利用し、有人宇宙システム(株)がブラジル宇宙庁の要請を受けて打ち上げたものです。

宇宙ステーション補給機「こうのとり」5号機(HTV5)に搭載

2015年8月19日に打ち上げられた宇宙ステーション補給機「こうのとり」5号機(HTV5)に搭載されてISSに運ばれ、放出準備作業を経た後、2015年9月17日に2機が放出されました。

衛星名 SERPENS S-CUBE
外観

写真

(JAXA/ブラジリア大学/ブラジル宇宙庁/有人宇宙システム)

写真

(JAXA/千葉工業大学)

サイズ 3U 3U
機関 ブラジリア大学/ブラジル宇宙庁 千葉工業大学
ミッション 地上センサからの気象データ等の収集システムとしての技術実証 可視カメラと紫外線カメラを使った宇宙からの流星観測

※特に断りのない限り、写真・画像の出典は全てJAXA

 
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