研究紹介

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研究紹介

研究開発部門の研究は、大きく次のような方針に基づき構成されます。

  • 将来を展望し、柱とする技術にJAXAが戦略的、組織横断的に取り組む研究を「先導する研究」と位置付け、研究開発部門が中核となってその研究を推進します。
  • JAXAが進めるプロジェクトの課題解決を担い、我が国の宇宙航空産業の競争力に不可欠な共通・基盤的な技術の強化に貢献する研究を「支える研究」として推進します。
  • 広く日本の優れた知恵や技術と連携することで宇宙利用の促進を図るための宇宙実証機会を広く提供する研究開発活動を進めます。

これらを互いに密接に関連付けることで、シナジー効果による付加価値の高い成果を効率的に生み出します。

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宇宙活動の安全確保

軌道上の宇宙ゴミ(スペースデブリ、またはデブリ)は、年々増加の一途をたどっており、将来的には人類の宇宙活動の妨げになると予想されます。
JAXAは、「脅威となるデブリの除去」、「デブリを生まないクリーンな衛星、ロケットの実現」 などを目指す、クリーン・スペースプログラムを、我が国の国際貢献策として提唱すべく、 政府、内外の関係機関との連携検討を進めるとともに、その実現に向けた技術の研究開発に取り組んでいます。

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静止軌道からの常時観測システム

これまでの極軌道の地球観測衛星では、観測要求から観測実施、データ配信までの時間が長く、災害等における緊急観測の要望に応えきれていませんでした。一方、即時観測が可能な静止軌道衛星には大型精密望遠鏡が必要であり、技術的な困難がありました。 本研究では、ハワイすばる天文台等で採用された能動光学技術や、岡山天体観測所の最新望遠鏡「せいめい」で採用された分割望遠鏡技術を活用し、望遠鏡の口径を従来光学衛星の倍以上となる3.6mに拡大させ、現実的な分解能(約7m@直下)と、 観測要求発生から30分以内の観測データ配信を両立するオンデマンド動画地球観測システムを実現し、発災時の即時観測対応により大幅な減災を目指しています。

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基幹ロケットの再使用化による打ち上げコストの低減
- 1段再使用に向けた飛行実証(フェーズ1)-

将来の基幹ロケット再使用化に向けて、現在 JAXA - CNES - DLR 間にて共同開発中の再使用ロケット実験機Callistoのフロントローディング研究活動として小型実験機(RV-X)を用いた研究を実施中です。
RV-Xは垂直姿勢で打ち上げられた後、高度数百メートルまで到達した後に垂直姿勢を保ったまま着陸する予定です。我々はこの一連の垂直離着陸のシーケンスを短時間の間隔で高頻度に実施するための機体運用方法の確立を目指します。

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宇宙探査技術の研究

2017年12月、宇宙開発戦略本部が宇宙基本計画工程表を改定し、国際有人宇宙探査計画に関しては、「国際宇宙探査のプログラムの具体化に先立ち、我が国として優位性や波及効果が見込まれる技術の実証に、宇宙科学探査における無人探査と連携して取り組む。」 としました。その具体的な技術とは、①重力天体着陸技術、②重力天体表面探査技術、③有人宇宙滞在技術、④深宇宙補給技術です。

一方、JAXA国際宇宙探査推進チームで整理した「日本の宇宙探査全体シナリオ」では、我が国が進めるべき宇宙探査のシナリオを提案するとともに、長期的なビジョン、全体アーキテクチャ案、上記の4分野を中心に研究目標や技術ロードマップをまとめました。

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Society5.0時代の低コスト・大容量な高速通信衛星システム

狩猟社会、農耕社会、工業社会、情報社会に続く、経済社会を表すSociety 5.0では、空や海といったより広範な活動領域におけるブロードバンド環境や、大規模災害時における情報伝送、フレキシブルで可能性の高い通信が必要となります。
こうした通信を支える手段として、通信衛星(静止通信衛星、地球観測衛星、データ中継衛星)の通信回線高速化の重要性は増しています。
本研究では、低コスト・大容量な高速通信衛星システムを実現するために、通信ペイロード、衛星バス、地上システムそれぞれについて、デバイスレベルからシステムレベルの広範囲にわたる研究を行っています。

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競争力を高め新たな宇宙利用分野を開拓する宇宙機刷新のための分野横断技術

宇宙機の国際競争力を高めることを目指し、技術刷新につながる革新的なテーマの分野横断的研究を行っています。

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長寿命化研究

宇宙機を長寿命化、言い換えれば、長期間運用できるようにするためには、宇宙用コンポーネントや部品が劣化しないこと、壊れないこと(信頼性を高め、耐久性を持たせること)が必要になります。
本研究では、低軌道衛星の寿命を現状の7年から12年へ長寿命化するために、電源系バッテリの耐久性向上、姿勢制御系機器の高信頼性化、機構部品の長寿命化などに関する技術の確立を目指しています。

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オール電化衛星時代の通信衛星の競争力強化

通信衛星の競争力強化においては、コストへの影響が大きい衛星質量の減とトランスポンダ(電波中継機器)搭載数の増、の2つが鍵となります。
従来の化学推進衛星は、ペイロード比率(ペイロード質量/打上質量)が20%程度に対し、オール電化衛星は推進系を全てホールスラスタのみで実現し、さらに電源の軽量化、排熱技術の高度化することで、 衛星質量増加を抑え、ペイロード比率40%程度の実現を目指します。加えて衛星運用の自動化も行うことで、コストを低減し、競争力強化を図ります。

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宇宙用部品の戦略的研究開発

宇宙で人工衛星が長期間安定的に動作するためには、宇宙環境に耐える部品(宇宙用部品)が必要です。人工衛星開発に不可欠な宇宙用部品の研究開発を進め、 自在な宇宙活動を継続できる能力を維持するとともに、将来の人工衛星の競争力強化をねらいます。
宇宙用部品の研究開発にあたっては長期的視点にたち、有望な国内技術を研究機関、民間企業との協力の下に発掘し、将来の衛星システムを効果的に刷新すると考えられる部品を優先的に研究開発し、 研究成果の還元を早期に実現することを目指します。

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宇宙用機能材料と小型電気推進システムの研究

宇宙機(人工衛星等)の基幹技術のうち、宇宙環境に耐える材料の研究や、小型電気推進システムの研究を行い、将来のミッション実現に必要な新規課題の研究開発を行うとともに、現在進行中のプロジェクトの一層確実な遂行を目指しています。

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ソフトウェア・解析検証技術研究

本研究は、世界最高レベルの情報・計算工学技術の研究・開発・利用により、ミッション成功と開発・コスト低減を両立させるエンジニアリングを確立することを目標としています。
このエンジニアリングの確立により、現状では実現不可能な開発期間・コスト規模となるミッションを適切な規模で実現可能とします。
最初のステップとして、新型ロケットH3の確実かつ効率的な実現に関わる作業を優先し、これと並行して、将来衛星や再使用輸送系等に向けた研究や、保有技術によるプロジェクト支援を行います。

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輸送系技術研究

宇宙輸送システムについて、性能・信頼性・安全性の向上、低コスト化など各種の研究を進めることで、我が国の自立的な打ち上げ能力の拡大、および打ち上げサービスの国際競争力の強化に資することを目的としています。
現行の基幹ロケットであるH-IIA/Bやイプシロン、および開発を進めているH3やイプシロン後継機に使用される共通基盤技術、ならびに我が国が強みを有するLNG(Liquefied Natural Gas 液化天然ガス)推進系や次世代に向けた再使用型宇宙輸送システムなどの研究を継続して行います。

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システム技術研究

ロケットや人工衛星は、たくさんの部品の組み立てだけでなく、地上設備なども含め様々な要素を複雑に組み合わせることで、宇宙システムとして求められる機能を発揮します。本研究では、このような要素の適切な構成を検討し、 全体としてより優れた仕組みとなる宇宙システムを作り出すことを目指しています。
また、内外の各組織と連携し、システムレベルの概念検討を行うことにより、我が国の知恵・技術を統合して国際競争力のある技術開発、社会課題解決、また、将来の産業育成につながるプロジェクト提案を行っていきます。

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観測センサ研究

地球観測センサシステムは、使用する電磁波の領域(光/電波)および観測方式により、種類が多岐にわたります。
本研究では、JAXAにおける網羅的なセンサシステム設計技術の蓄積を踏まえ、10~20年後を見据えて、必要な要素レベルの技術研究、センサシステムの研究と、そのセンサシステムを利用したミッションをJAXA内外と協力して検討しています。
そして、研究成果を今後の地球観測ミッションとして実現していくことを最終的な目標としています。

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革新的衛星技術実証プログラム

本プログラムでは、民間企業・大学等による超小型の人工衛星を活用した新たな知見の獲得・蓄積、将来ミッション・プロジェクトの創出、宇宙システムの基幹的部品や新規要素技術の軌道上実証実験などのための機会を提供しています。
本プログラムは、宇宙基本計画上の「宇宙システムの基幹的部品等の安定供給に向けた環境整備」の一環として、超小型の人工衛星を活用した基幹的部品や新規要素技術の軌道上実証を適時かつ安価に実施するものです。

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1段再使用飛行実験(CALLISTO)プリプロジェクト

H3ロケットの次の世代に向け、さらなる低コスト化を図り国際競争力を確保する方策として、今まで使い捨てだったロケット第1段の再使用化を目指した研究に取り組んでいます。
取り組んでいる技術の中で、打上げから着陸、再使用までの一連の運用における重要技術(キー技術)として、誘導制御技術、推進薬マネジメント技術、エンジン再整備技術を識別し、小型実験機の開発と飛行実験を通じて、これらの技術に関する知見を蓄積します。
日本独自の優位な技術を取り込みつつ、仏・独の宇宙機関との国際協力によって効率的に飛行実験を進めることを計画しています。

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SOI-SOC MPU開発

情報通信技術の進展は、ネットワークでの「モノ」と「モノ」との自律的情報のやりとりを可能にし、世界はいっそう繋がりつつあります。今後このネットワークは宇宙にまで広がると考えられています。 ネットワークの中心で情報の制御を担う半導体部品がMPU(Micro Processing Unit)で、次世代の宇宙機には、これまで以上に高機能・高性能な宇宙用のMPUが求められています。 また、宇宙用のMPUは、民生用と異なり、宇宙の厳しい放射線環境に耐えねばなりません。
本開発では、耐放射線性に優れるSOI(Silicon on Insulator)半導体製造技術と、 複数の機能を1つのチップに搭載するSOC(System on Chip)設計技術を核にして、多様化・高度化する宇宙ミッションに貢献する高機能・高性能なMPUを開発します。

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宇宙太陽光発電システム(SSPS)の研究

宇宙太陽光発電システム(SSPS: Space Solar Power Systems)とは、宇宙空間において、太陽光エネルギーをマイクロ波またはレーザー光に変換して地球に伝送し、電力として利用するシステムであり、エネルギー、気候変動、環境等の 人類が直面する地球規模の課題解決の可能性を秘めています。
このようなシステムを実現するため、マイクロ波やレーザー光による無線エネルギー伝送技術、宇宙空間における大型構造物の構築技術等に関する研究を実施するとともに、長期にわたる研究開発の進め方の検討を含めた総合的なシステム検討を行います。

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