成果報告書詳細
管理番号20110000001014
タイトル平成15年度~平成22年度成果報告書 宇宙等極限環境における電子部品等の利用に関する研究開発 高機能石油掘削装置用電子部品開発
公開日2011/10/12
報告書年度2003 - 2010
委託先名財団法人無人宇宙実験システム研究開発機構
プロジェクト番号P99001
部署名機械システム部
和文要約本報告書の報告期間である平成15年度から平成22年度の間に実施した本研究開発の主要な成果は次の通りである。 1) 実証衛星1号機関連: 1-1) 平成11年度に開発に着手した実証衛星1号機の開発を完了した。完成した実証衛星1号機を平成15年10月30日、ロシアのプレセツク射場からROCKOTにより成功裏に打ち上げた。 1-2) 打ち上げられた実証衛星1号機の軌道上運用を2年間実施し、実験装置に組み込まれた民生部品・民生技術の宇宙実証データを取得した。 1-3) 2年間の運用を実施した後、実証衛星1号機に対し、スペースデブリ低減対策等を施した後、停波し、軌道上運用を終了した。また、実証衛星1号機が大気圏再突入した際の溶融解析を実施した。更に溶融しきれず地球に落下する残存物による傷害確率を計算し、国際的に認知されている基準以下となることを確認した。 1-4) 軌道上で取得した宇宙実証データの分析を行い、民生部品・民生技術適用設計ガイドラインへの反映事項を洗い出した。 1-5) 高度1000kmの円軌道で5年間ミッションを超える耐極限環境性能を有する民生部品(メモリ3品種)に対し、トータルドーズ試験と動作温度限界を求める試験を実施し、実証衛星2号機への適用の準備を実施した。 2) 実証衛星2号機関連: 2-1) 平成13年度に開発に着手した実験装置、環境計測装置の設計、製作を実施した。完成した機器類の保管を実施した。
2-2) 平成17年度にRF-MEMS実験装置の追加搭載が決定され、フライトモデルの製作を実施した。 2-3) 環境計測装置粒子エネルギースペクトロメータ(LPD)に対し、計測精度向上のための改修を実施した。 2-4) 平成13年度に開発に着手した実証衛星2号機の設計、バス機器のフライトモデル製作を実施した。また、完成したバス機器の保管を実施した。 2-5)統合化宇宙機制御系に対して、高度1000kmの円軌道で5年ミッションを超える耐環境性を付与するために、CCDチップの低温化のための熱・構造設計を実施した。また、画像処理ソフトを開発し、実証衛星1号機を使った検証を行い、その有効性を確認した。 2-6) 実証衛星2号機の打上げ機としてROCKOTを選定し、平成19年2月に打上げサービス契約を締結した。実証衛星2号機の打ち上げに必要なインタフェース調整を実施し、平成22年6月2日に所定の軌道に実証衛星2号機を成功裏に打ち上げた。 3) ガイドラインの策定: 実証衛星1号機の宇宙実証結果を反映し、第一次民生部品・民生技術適用設計ガイドラインを完成させ、公開準備を実施した。
英文要約Title: Utilization Electronic Parts, Etc. in Extreme Environments (Special Account Budget) (FY2003-FY2010), Final Report
The following tasks were performed by the Institute for Unmanned Space Experiment Free Flyer (USEF) under the contract with NEDO. 1) SERVIS-1 development and related tasks: 1-1) The development of SERVIS-1 started in 1999 was completed. The qualified SERVIS-1 was successfully launched by ROCKOT on October 30, 2003 from the Plesetsk Cosmodrome. 1-2) The SERVIS-1 on-orbit operation was performed for two years, and the space verification data of the commercial-off-the-shelf parts and technologies (COTS) were obtained. 1-3) The SERVIS-1 on-orbit operation was completed two years after the launch, and the telemetry transmitter was turned off. The necessary actions to minimize space debris possibly generated from SERVIS-1 were taken.
The SERVIS-1 re-entry analysis was performed, and the casualty analysis result showed that the human injury probability was less than the internationally agreed guideline. 1-4) The obtained space verification data were analyzed, and items which should specify in the design guideline were identified. 1-5) The endurance limits were determined experimentally by total dose and temperature tests for three kinds of COTS memories which could be used beyond five year mission at an orbit altitude of 1,000 km. Preparations were performed to use these parts for the SERVIS-2 on-board equipment. 2) SERVIS-2 development and related tasks: 2-1) The design and manufacturing were performed for the experimental equipment and the space environment monitoring system whose developments were started in 2001. The storage for the completed these equipment was performed. 2-2) The RF-MEMS experimental equipment was determined to be added as one of the SERVIS-2 experimental equipment in 2005, and its flight model was manufactured. 2-3) The modification of the light particle detector (LPD), one of components of the space environment monitoring system, was performed to increase measuring accuracy. 2-4) The design and the flight model manufacturing of the SERVIS-2 bus equipment, whose development was started in 2001, were completed. The storage for the manufactured bus equipment was performed. 2-5) In order to give the mission life of the integrated spacecraft controller (SISC) beyond five years at an altitude of 1,000 km, thermal and structure designs were modified to lower the operating temperature of charge-coupled device (CCD). The improvement for the image processing software was also performed and the effectiveness of the improved software was verified by an on-orbit verification test by using the satellite controller integrated with star sensors (SIS) aboard SERVIS-1. 2-6) The launch service agreement for the SERVIS-2 launch was concluded with Eurockot in February 2007. The interface negotiations and confirmations were performed for the launch, and the successful launch by ROCKOT was performed on June 2, 2010 from the Plesetsk Cosmodrome. 3) Design guideline: The first edition of the design guideline was completed, reflecting the results of SERVIS-1 on-orbit verification tests. Preparations were performed to publish this edition.
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