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「きぼう」での実験

「ズヴェズダ」(ロシアのサービスモジュール)を利用した高精細度テレビジョン撮影実験

最終更新日:2014年01月29日

実験の概要

国際宇宙ステーション(ISS)早期利用の一環として、2001年8月にNASDA(現JAXA)の実験装置である微小粒子捕獲実験および材料曝露実験(MPAC&SEED実験)装置、高精細度テレビジョン(HDTV)カメラ・システムがプログレス補給船でISSに運ばれました。

高精細画像カメラ(HDTV)をISSの「ズヴェズダ」(ロシアのサービスモジュール)に搭載して撮影を行います。また、撮像素子(CCD, CMOS)をサンプルとして搭載し、宇宙放射線によるHDTVカメラのCCD撮像素子と他の撮像素子サンプルへの損傷の影響を評価します。

●医学実験

宇宙飛行士は、精神的、肉体的なストレスが多い特殊環境にさらされるため、医師や専門家のサポートが重要になります。

日本人宇宙飛行士の健康管理はNASDAの業務であり、HDTVカメラシステムを使用した基礎実験により、遠隔医療への応用、心理面でのサポートへの適用に向け多くの知見を得ることができます。

●広報実験

ISS内部の活動状況および地球撮影などによる宇宙活動の映像取得により、ISS計画の国民への普及啓発に活用します。

●実験装置の概要

HDTVカメラ・システムは、大きく分けて、HDTVカメラとコンバータユニットより、構成されています。

HDTVカメラは、カメラとビデオレコーダが一体になったカムコーダで、高精細度のHD映像、音声をビデオテープに記録します。コンバータユニットは、HDTVカメラへの電力供給、ダウンリンク用にHD映像のSECAM映像への変換を行います。これらの装置は、民生品をベースとして、搭載品に整備したものです。

すべての医学実験映像は実験中にズヴェズダのビデオシステムを使ってダウンリンクされ、地上と軌道上で医学面接が実施されます。また、広報映像の一部もダウンリンクされる計画です。映像は、すべて、ビデオテープに録画され、回収後解析されます。

※ ビデオ信号方式の一種。

HDTVカメラ主要仕様
CCD有効画素 1080×1920(200万画素/CCD) HDTVカメラ
記録形式 デジタルビデオ方式
記録時間 40分/テープ
ズーム 9倍、15倍レンズ仕様(5.5~120mm)
コンバータユニット主要仕様
直流電源機能 28VDC/16VDC変換
信号変換機能 HD信号/SECAM信号変換
外形寸法 465(W)×400(D)×80(H)mm
重量 7.0kg

実験の成果

HDTVカメラは宇宙でも使える

①ISSの稼働開始と共に高精細映像の撮影を開始しました。

②放射線量が増えると、それに比例して白傷の数は増えることが判りました。

③CCDに当たった重粒子の数と全ての白傷の数は合わず、重粒子は白傷発生の主な原因ではないことが判りました。

④ISS船内に保管する日数が増えるとそれに比例して白傷の数は増加します。しかし、カメラを放射線の影響があまりない地上に回収して、室温程度の温度でしばらく保管すると、宇宙の放射線の影響で劣化したCCD素子の損傷が復旧し、白傷が減少していくことが判りました。

⑤CMOS撮像素子は、地上の保管品とISS船内保管後に地上に回収した品とでは撮影した画像の明るさを比較した結果差異が無く、放射線に強いことが判りました。

⑥放射線が様々な方向から等しく降り注ぐ宇宙実験では、放射線が一方からとなる地上実験の倍の白傷が発生することが判りました。

HDTVカメラ撮影風景

HDTV映像の白傷例(2001年10月21日撮影)

 
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