DECIGOパスファインダー検討会 (2007年10月05日, 東京大学, 本郷)

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1 DECIGOパスファインダー検討会 (2007年10月05日, 東京大学, 本郷)
日時： 10月 5日 (金) 10:00-13:00 (日本時間) 場所： 東京大学 理学部1号館 3F 338号室 DECIGOパスファインダー検討会 (2007年10月05日, 東京大学, 本郷)

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日時： 10月 5日 (金) 10:00-13:00 (日本時間) 場所： 東京大学 理学部1号館 3F 338号室 議題： JAXA小型科学衛星としてのDPFの検討 　　経緯・現状の報告 　　　- 戦略的開発経費採択について         　　　- 小型衛星バス開発状況 　　　       今年度研究計画の概要 レーザー光源 (武者, 長野) - スラスタ (船木) - ハウジング (佐藤) - ドラッグフリー (森脇) - ミッション部全体の再構成 干渉計, 軌道 その他 今後の戦略についての議論 DECIGOパスファインダー検討会 (2007年10月05日, 東京大学, 本郷)

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4月の時点での状況 DECIGOでは、その実現のための前哨衛星である 「DECIGOパスファインダー (DPF)」を2012年頃に打ち上げることを目標にしている 現在 2 つの道筋がありえる: (1) JAXAで公募している　「小型衛星打ち上げ機会の提供」 に応募 　　　　　　ピギーバックとしてJAXAが打ち上げ費用を負担してくれる 衛星の製作や試験は全て自前で行う  費用も自分で確保できる場合は, 打上げられる可能性は高い 応募中の特定領域研究申請書ではこれを前提としている (2) ISAS/JAXAの小型科学衛星の枠組みでの打ち上げ ISASで進めている小型衛星標準バスに搭載する 　 小型衛星ワーキンググループを公募 　　　　　　　 ＤＰＦはその1つとして認められている 　　 　　　　　　　「科学推進戦略的開発研究費」への応募資格 (5月) 2年程度を目処に技術開発 「バスに関してミッション系の方々を煩わせる事は 小型科学衛星に関しては無いようにこちらでは努力しています。」 状況は、今後変化していく可能性がある 　　　  「自分達が何をしたいか」を明確にしておく必要がある DECIGOパスファインダー検討会 (2007年10月05日, 東京大学, 本郷)

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宇宙理学委員会・小型衛星WG 小型科学衛星計画ワーキンググループとして承認されているもの ( 現在) 1 小型衛星の編隊飛行による 高エネルギー領域広天走査衛星 (FFAST) 常深 博 (大阪大学) 2 超小型精密測位衛星 (PPM-Sat) 津田 敏隆 (京都大学生存圏) 3 高感度ガンマ線望遠鏡 (CAST) 高橋 忠幸 (ISAS/JAXA) 4 小型重力波観測衛星 (DPF) 安東 正樹 (東京大学) 5 ダークバリオン探査衛星 (DIOS) 大橋 隆哉 (首都大学東京) 6 超高層大気撮像観測小型衛星 (IMAP) 齊藤 昭則 (京都大学) 7 地球電磁環境モニター衛星 (ELMOS) 小山 孝一郎 8 惑星観測用小型宇宙望遠鏡 (TOPS) 高橋 幸弘 (東北大学) 9 小型衛星によるジオスペース探査 (ERG) 小野 高幸 10 Ｘ線ガンマ線偏光観測小型衛星 (POLARIS) 林田 清 DECIGOパスファインダー検討会 (2007年10月05日, 東京大学, 本郷)

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DPF status (1) DPF経緯 2004年 12月 　　　JAXAより 小型衛星の提案 の募集 2005年  1月 　　　小型重力波検出器の提案を提出 約30のミッションがJAXAに提案された 2006年 10月 JAXAより 小型衛星のミッション提案 の公募 2006年 11月 　　　DECIGO pathfinder (DPF)のミッション提案書を提出  DPFを含め、16ミッションが 小型衛星ワーキンググループとして認められた 2007年 4月 小型衛星ミッションレビュー会議 2007年 6月 JAXAより 小型科学衛星戦略的研究経費 の募集 2007年 8月 重点ミッションの1つとして、小型衛星戦略的研究経費が採択された Pre-Phase-A ミッションとして選ばれた DECIGOパスファインダー検討会 (2007年10月05日, 東京大学, 本郷)

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DPF status (2) JAXA小型衛星計画 JAXAでは 2013年度までに最低 3機の小型衛星 を打ち上げることを計画 　 (開発中の次期固体ロケットを利用) 開発期間と費用を ‘標準衛星バス’を使用することで削減 バス仕様 (暫定値) Bus weight : ~ 200kg, Bus power : ~ 900W 　 Downlink ~ 2Mbps, Data storage ~ 1GByte, 3-axes angular control ミッション部 は,　バス部上部のインターフェース面(約90cm平方)に取り付ける SpaceWire規格でバス部と通信 最初のミッション (2011年) は決定済み TOPS (Space telescope mission for planet observation) 2, 3番目のミッションは2008年度中に決定 候補ミッション DIOS: X-ray telescope for dark baryon investigation ERG: Plasma and particle detector for geo-space investigation DPF: GW observation Satellite for Magnet-plasma sail technology demonstration … など 小型科学衛星バス開発状況説明会などが開かれている DECIGOパスファインダー検討会 (2007年10月05日, 東京大学, 本郷)

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DPF status (3) DPFのためのR&D計画　 (Under discussion) 2008年度中に Phase-A 提案書を提出 それまでに基礎技術開発を完了していることが求められる 重点開発要素のR&Dを行う Laser frequency stabilization Mirror and its housing (local sensor, actuator, launch-lock system) Micro thruster Drag-free control simulation Detailed design and noise investigation 2, 3番目(2012年 or 2013年) の 　　JAXA小型衛星としての打ち上げを目指す 構造は単純, 比較的小型, 開口部がほぼ無い 軌道の選択に自由度が高い(?) SpWに既に着手している 経験・実績・詳細検討の面で遅れている 　 スラスタ・ドラッグフリー制御の詳細設計 振動擾乱環境が厳しくなる DECIGOパスファインダー検討会 (2007年10月05日, 東京大学, 本郷)

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計画と体制 (2) 既存技術のまとめ (1) 衛星のドラッグフリー制御 スラスタ : 100μN級スラスタは実現可能. 雑音特性の評価は必要. 姿勢制御 : 「れいめい」などでの実績. ホイールの雑音特性評価が必要. 制御則 : 原理的な問題はない. シミュレーションによる確認が必要. (2) レーザー光源・安定化 レーザー光源 : 宇宙用Nd:YAGレーザー光源は入手可能. 周波数安定化 : 地上では必要な安定度が実現されている. 振動・温度環境が重要. (3) レーザー干渉計制御 光学素子 : 地上干渉計での実績. 機械強度の試験が必要. 干渉計制御 : 地上干渉計での実績. (4) クランプ・リリース機構 クランプ・リリース : 他プロジェクトでは解決. 技術の導入, 試験が必要. ローカルセンサ : 手法は確立されている. 試験マスアクチュエータ : 手法は確立されている. 温度安定化 : 地上では実現可能. 宇宙で実現するための設計と試験が必要. (5) 重力波の観測 地上観測 : 豊富な観測実績 (100Hz以上) 信号取得・処理 : データレート, 信号処理能力とも実現可能な範囲. DECIGOパスファインダー検討会 (2007年10月05日, 東京大学, 本郷)

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計画と体制 (3) 重点開発項目 今後2年間で, 主要な要素技術を確立する. (1) 衛星のドラッグフリー制御 100μN級スラスタの試作と雑音特性などの評価, 改良. シミュレーションによる制御トポロジー検証. (2) レーザー光源・安定化 宇宙仕様を想定した周波数安定化実験と改良. (3) レーザー干渉計制御 干渉計構成コンポーネントの試験. 干渉計デザインと各種雑音源の評価. (4) クランプ・リリース機構 クランプ・リリースの試作と評価. ハウジングデザインと試験 (温度安定化, 真空度). (5) 重力波の観測 信号取得・処理系の試作と試験. 重力波源とデータ解析手法の研究. DECIGOパスファインダー検討会 (2007年10月05日, 東京大学, 本郷)

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DPF 再検討項目 状況が進んだことによるDPF計画の更新　 ・ミッション機器部はミッション側で準備する必要がある バス部との整合性: 構造体, 熱設計, 振動環境など データ処理システム  SpaceCube/SpaceWireシステム ・容積, 重量, 電力に関しては当初計画よりやや余裕がある 40cm立方  90cm 立方 20-50kg  100kg (バス部200kg) 50W  最大900W 　　　　　各サブシステム情報の改定と詳細検討 サイズ, 重量, 電力消費 　　 干渉計基線長, 試験マスの真空槽封入 ・衛星軌道の再検討 750km, 太陽同期極軌道, 地球指向姿勢  軌道傾斜角31度ならどうか？ 日陰時バッテリーで動作 (バッテリー容量 50Ah) 地球重力場, 地磁気雑音の影響, 温度変動の増大 電力消費量の再検討 ・衛星バスシステムに対する仕様要求 伝えておけば、配慮してもらえる可能性 DECIGOパスファインダー検討会 (2007年10月05日, 東京大学, 本郷)

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日時： 10月 5日 (金) 10:00-13:00 (日本時間) 場所： 東京大学 理学部1号館 3F 338号室 DECIGOパスファインダー検討会 (2007年10月05日, 東京大学, 本郷)