JAXA研究開発部門

革新的衛星技術実証1号機 実証テーマ

高速ダウンリンク通信機の実証でオンデマンド型人工衛星実用化への第一歩を

慶應義塾大学 大学院 システムデザイン・マネジメント研究科

白坂 成功 教授

災害発生時にすぐに打ち上げ、宇宙から被災地を観測する「オンデマンド型人工衛星」の開発が進んでいる。その実現のための重要な技術の一つが、撮った画像データを地上に高速で送信する通信技術である。 小型軽量化と高速通信を両立させた画期的な送信機の開発を率いる白坂成功教授に、革新的衛星技術実証1号機への期待をお聞きした。

- 白坂先生の研究内容を教えてください。

もともと私は三菱電機で人工衛星を開発しており、JAXAのもとで「こうのとり」の開発を行った経験があります。宇宙ステーションまで無人で荷物を運ぶ補給機「こうのとり」は、 複雑かつ大規模なだけではなく、安全性が非常に重視されるシステムであり、開発時には、複雑で大規模なシステムを、安全性を担保しながらどのように作るか、という点に非常に苦労しました。 その経験からシステムを開発する方法論自体に興味をもち、現在は宇宙技術の開発に加えて、方法論の開発や改善に関するシステムデザイン・マネジメントの研究を行っています。

- 今回の「X帯2-3Gbpsダウンリンク通信の軌道上実証」とは、具体的にどのようなものですか。

私は現在、JAXAや東京大学とともに内閣府の「革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)」でオンデマンド型人工衛星の開発に取り組んでいます。 今回は、この人工衛星が撮影・取得した画像等のデータを高速で地上に伝送する送信機の実証実験を行うものです。
大規模な災害が発生したとき、宇宙から撮影した画像データがあると災害時の対応が取りやすくなります。しかしながら、人工衛星がその地域の上をちょうどよいタイミングで通らないと撮影できません。 つまり、ほしいタイミングでデータが取れない可能性もあるわけです。
では、発災直後にその場所を観測するためだけの衛星を打ち上げられないだろうか。そのようなアイディアから、発災後8〜10時間以内に、打ち上げて撮影してデータを地上に伝送し、 さらにはデータを処理した結果の情報提供まで可能にするシステムに必要な技術を開発しています。
しかし、近年は画像データの大型化が進み、従来の送信機では撮った画像を何回にも分割して地上に伝送しなくてはなりません。衛星をいくら早く打ち上げられるようになっても、 地上にデータを伝送するのに時間がかかっては迅速な状況把握ができません。今回応募した2-3Gbps送信機は、高速で大量のデータを早く伝送できることがポイントです。
また、災害用に特化した小型衛星に搭載するので、小型で軽量かつ安価である必要もあります。この送信機は約7kgと小型で、これらの要求にも合致しています。

- 本プログラムへの応募動機と、実証を通して期待する成果についてお聞かせください。

まだ世の中にないシステムを開発するにあたっては、それがきちんと使えるものであることを示すことが重要です。特に通信系は人工衛星にとってミッションの意義に関わる要素です。 カメラが撮影しても、データが地上に伝送できなければカメラが正常に作動したかさえわからないわけですから。そのような重要な装置を実際の搭載前に実証できることは、 オンデマンド型人工衛星ミッションを先に進めるためにも、また、リスク管理の意味でも意義が大きいステップだと考えました。
センサ、送信機ともに実際の衛星打ち上げ時に初めて実証した場合、送信機が動かなければセンサの実証自体もできなくなります。今回のプログラムは一段階ずつリスクを減らしていけるという意味で有難いプログラムだと思います。
しかも今回の送信機は、以前の内閣府の最先端研究開発支援プログラム「ほどよしプロジェクト」で開発したものの後継機で、当時より大幅に性能を上げています。その成果に基づいて開発を進め、 今回の実証で今後の社会実装までつなげていく目処をつけることは、国の科学技術プログラムとしても意義があることだと考えています。

- 他の実証機会もある中で、今回のプログラムを選んだ理由はどのようなものでしょうか。

今回、我々が実証したいのは送信機だけでした。人工衛星まで開発できていれば他の機会もありますが、機器だけを実証できる機会はあまり多くないのです。 タイミングとしてもよかったために応募させていただきました。

- 同プログラムに関するこれまでのJAXAのサポートはいかがでしたか。

今回バスを製造する企業と我々機器開発者では、これまでの経験や文化が異なります。その両者の間にJAXAの方々が入って、橋渡しや調整を進めてくださったのは有難かったです。 また、機器の搭載位置などについても、こちらの条件と他の実証参加者の条件との調整をJAXAにお任せできたので、私たちは機器の開発に集中することができました。

- 1号機の打上げが近づいてきましたが、現在のご心境は。

軌道上で正しく動作させることはやはり大変なことなので、きちんと動作するか緊張していますが、我々にとってはこれがゴールではありません。 送信機を早く打ち上げて早く実証することで、その次の段階に進み、実用化までもっていくことが目標です。そのファーストステップとして、大いに期待をしています。

- JAXAの革新的衛星技術実証1号機に対して、また、プログラムの今後に対しての期待をお聞かせください。

宇宙開発において、宇宙で使う技術は、宇宙で実証することで初めて、「宇宙で使える技術ができた」と認識していただけます。 ですから新しい技術を宇宙で実証できる機会はとても貴重であり、今回の実証を確実に実施して頂きたいと思います。
一方、先に進んでいく上では、ここで機器がうまく動いたかどうかよりも、うまく動かなかったときにその理由がわかることも重要です。新しい技術というのは100%うまくいくとは限らないわけですから。
その意味で、今回のような実証の機会が継続されることが、日本で宇宙技術開発が続いていく源泉になるだろうと思います。それが宇宙でその技術を使っていくことにつながり、 さらには宇宙の技術を使ったビジネスにもつながっていくでしょう。日本の宇宙開発の底支えをするという点で非常に貴重な実証プログラムを、今後もぜひ継続して進めて頂きたいと思います。

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