近年、より高度なミッションを行うために、人工衛星には太陽電池パネルやパラボラアンテナなど大面積構造物搭載の必要性が増しています。この大面積構造物には輸送手段の制約上、高い収納性が求められます。また、無重力・真空・急激な温度変化・放射線など厳しい宇宙環境下で、大面積構造物の形状が要求を満たしているかどうかを計測する必要があります。

そこで、「ひろがり」ではミウラ折りを発展させた二次元展開構造物を搭載し、宇宙空間でこれを展開します。また、二次元格子を利用した光学的な表面形状計測システムを搭載し、有用性を実証します。本衛星ではこの展開構造物と計測手法との両方を世界で初めて宇宙空間で実証します。

ミッションフロー

① ミウラ折り二次元展開構造のパネルを展開

② ミウラ折り二次元展開構造のパネル形状を計測

③ ミウラ折り二次元展開構造のパネル形状の時刻歴変化を計測

展開構造

展開構造には厚板二次元展開構造を用います．ミウラ折りとは厚みの無視できる折り紙工学を利用したコンパクトな二次元収納展開方法のひとつであり，折り畳んだ構造物を対角方向に引くと全体が縦横に同期展開する利点があります．このミウラ折りの技術を厚みの無視できない実在の平板に応用したのが厚板二次元展開構造であり，厚みを考慮した折り紙工学の研究は世界的に注目されている課題です．私たちはすでに折り線部分の定式化に成功しており，本プロジェクトでこの展開構造の収納・展開性能を実証します．

厚板二次元展開構造の展開の様子

計測手法

計測には二次元格子を利用した光学的な表面形状計測手法を用います．この計測手法は非接触に物体表面の三次元形状を得ることができ，計測時間が短く機器構成が簡単でありかつ高精度であるなどの特徴があります．対象物の表面に貼付または描画した二次元格子を2台のカメラで撮影し，格子模様のゆがみ方を解析することにより対象物表面の三次元形状が計算されます．

表面形状計測概要

ミッションシステムとバスシステム

サクセスクライテリア

以下のサクセスクライテリアを満たすことを目指します。

運用フロー

“ひろがり”の予想軌道寿命は約5.5ヶ月です。以下の流れでミッションサクセスを目指します。

クリティカルフェーズ

衛星が放出機構から放出された後、33分間待機します。その後、アンテナを自動的に展開し、 電波の放射を開始します。地球局では衛星からのHK テレメトリの受信を試み、オブジェクト特定を行います。

運用情報はこちら。

　2020年10月16日に、宇宙航空研究開発機構（JAXA）筑波宇宙センターにてフライトモデルの引き渡しが完了しました。2021年2月21日には、米国東部バージニア州にあるNASAのワロップス飛行施設にて打ち上げられ、翌日22日に国際宇宙ステーション(ISS)に運び込まれました。そして、2021年3月14日に国際宇宙ステーション(ISS)より小型衛星放出機構J-SSODによって、ISSの「きぼう」日本実験棟から放出されました。

　我々は引き続き、地球局整備、アマチュア無線ミッション向け一般公開ソフトの開発を行い、放出後の運用に向けて運用練習を行なっていきます。

JAXAへ引渡しの様子

FM熱真空試験

FM振動試験

衛星外観(展開時）

衛星外観(未展開時）

外観検査