鯨生態観測衛星

鯨生態観測衛星（くじらせいたいかんそくえいせい、英:Whale Ecology Observation Satellite - WEOS）は千葉工業大学の小型衛星。鯨の生態を地球規模で観測することが目的。愛称は観太くん。日本初の大学衛星だった。

概要

1992年、林友直教授が中心となり、学生を含めた研究が発足する。1998年2月にADEOS-IIのピギーバック衛星として選ばれる。2001年11月に愛称が一般公募により「観太くん」に決定。2002年12月14日、宇宙開発事業団のH-IIAロケットのピギーバック方式により打上げられ、高度800kmの太陽同期準回帰軌道に投入された。一辺50cmの立方体で、重量は50kg。重力傾度姿勢安定化システムを採用し、3mのマストを地球の反対方向に展開する。

計画

当初は鯨にブローブ（発信機）を装着させる計画であった。このブローブは鯨の潜水時に圧力、温度、音響などを記録し、浮上時にはGPS測定で位置情報を記録、これらの情報を400Hz帯の電波で送信する機能を持っていた。プローブからの電波は衛星が受信し、衛星が日本上空を通過する際に地上局にデータ送信を行うはずだった。

しかし、結局鯨にプローブを取り付けることができず、かわりにツキノワグマ、モンゴルの草原を走る馬など陸上動物を観測した。打上げから5年後の2008年の春に運用を終了した。

軌道上実証と運用成果

WEOSの姿勢制御系は、3軸地磁気センサ、1軸の磁気トルカ、先端に3kgの質量を付けた3mの伸展マスト、制御ソフトウェアで構成され、磁気トルカでロケット分離後のタンブリングを減衰させた後、マストを伸展して重力傾度による地球指向姿勢へ移行する方式であった^:224-226。伸展マストは火工品やモーターを使わず、ヒーターで拘束紐を溶断し、ロータリーダンパで速度を制御しながら約60秒で伸展する設計であった^:225-226。

ロケット分離直後には3軸とも約0.35rpmの回転が測定され、その後に磁気トルカによるデタンブリング制御を行い、地磁気センサとSバンド受信レベルを確認してマストを伸展した結果、通信アンテナを取り付けた面が地球を指向する安定点で重力傾度姿勢が成立した^:228-229。定常運用時のSバンド受信レベルと地上試験時のアンテナパターンは整合し、重力傾度法による姿勢制御と運用に必要な通信回線の成立が確認された^:230。

WEOSを利用した野生ツキノワグマの追跡試験では、首輪型送信機を装着した1個体を40日間追跡し、衛星が可視となった195回の通過のうち42回でGPS測位データの送信に成功し、通過あたりの成功率は21.5％、1日あたりの送信成功回数は平均1.02回であった^:240-241。40日間のうちデータ送信が全くできなかった日は13日あったが、連続して送信できなかった例は3例ですべて2日間にとどまり、追跡期間中に長期間連続するデータ空白は生じなかった^:241。送信機を固定して行った試験では、平坦地で18回の衛星通過のうち13回、山地では9回のうち2回でGPS測位データの送信に成功し、山地での成功回数は平坦地より低かった^:240。森林や山地での利用時には、地形による衛星可視時間の短縮が送信成功数の低下要因と考えられ、野生個体の試験でも平均約1回/日の送信が維持された^:241。

設計上の耐用年数は約2年とされていたが、WEOSは実際には5年間余にわたり運用された^:242。運用5年目には、ニッケル・カドミウム二次電池の過放電・過充電を防ぐ保護回路が制御不能となって充電できなくなったことに加え、太陽電池から機器へ直接給電する機能を備えていなかったことが運用上の問題となった^:242。搭載機器の低価格化を図るため、WEOSでは部品の95％に民生品が用いられた^:224。姿勢検出用の3軸地磁気センサにも民生用方位計を転用し、地磁気データの差分計測時間を地上局から変更できる構成としていた^:225。

脚注

参考文献

• “WEOS”. NASA. 2010年3月6日閲覧。
• “公式ウェブページ”. 千葉工業大学. 2010年3月6日閲覧。

表 話 編 歴 日本の宇宙探査機・人工衛星
研究機関 宇宙航空研究開発機構（JAXA） 旧 ISAS NAL NASDA 宇宙システム開発利用推進機構（JSS） 情報通信研究機構（NICT）
運用終了 気象衛星 ひまわり 1号 2号 3号 4号 5号 6号 7号 天文衛星 ひのとり てんま ぎんが あすか はるか ようこう はくちょう あかり すざく ひとみ ひさき 開発中止 ASTRO-G 計画中止 SPICA 地球観測衛星 たいよう きょっこう じきけん でんぱ おおぞら うめ うめ2号 もも1号 もも1号b ふよう1号 GEOTAIL TRMM みどり みどりII だいち だいち3号 あけぼの StriX α β イザナギ イザナミ アマテル-III 通信 放送 測位衛星 さくら 1号 2号a 2号b 3号a 3号b ゆり ゆり1号 ゆり2号a ゆり2号b -BS-2X ゆり3号a -BS-3H ゆり3号b -BS-3N かけはし SUPERBIRD A A1 A2 B1 BSAT 1a -BS-3N 1b 2a -2b 2c JCSAT 1 1B 2 3 8(2A) 110 R N-STAR a b MBSat MTSAT 1R 2 こだま きずな みちびき 1号 宇宙探査機 さきがけ すいせい ひてん のぞみ かぐや はやぶさ HAKUTO-R M1 M2 OMOTENASHI EQUULEUS SLIM YAOKI あかつき 計画中止 LUNAR-A 実験衛星 おおすみ しんせい きく 1号 2号 3号 4号 5号 6号 7号 8号 たんせい 1号 2号 3号 4号 みょうじょう りゅうせい おりづる じんだい EXPRESS SFU あやめ あやめ2号 LRE つばさ LDREX 1 2 DASH USERS きらり SERVIS-1 SERVIS-2 マイクロラブサット1号機 SDS-1 たすき つばめ RAPIS-1 SDS-4 RAISE 2 BEAK ELSA-d PYXIS IKAROS れいめい 開発凍結 SmartSat-1 情報収集衛星 光学 1号 2号 3号実証 5号実証 3号 4号 レーダ 1号 2号 民間超小型衛星 ふじ1号 ふじ2号 WEOS HIT-SAT Cute1.7+APD まいど1号 KUKAI PRISM かがやき Negai☆″ ハヤト WASEDA-SAT2 WE WISH RAIKO FITSAT-1 ぎんれい KSAT2 TeikyoSat-3 GENNAI OPUSAT INVADER PROCYON DESPATCH ALE 1 2 CE-SAT I
運用中 気象衛星 ひまわり 9号 軌道上待機中 8号 天文衛星 ひので XRISM KOYOH NinjaSat VERTECS ナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡 地球観測衛星 Aqua いぶき 初号機 2号 GW GCOM しずく しきさい GPM だいち 2号 4号 ASNARO 1号 2号 あらせ GRUS 1A 1B 1C すいせん 1E 3A 3B 3C 3D 3E 3F 3G StriX 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 アマテル-Ⅳ ツクヨミ Ⅰ Ⅱ スサノオ Ⅰ Ⅱ ワダツミ-1 ヤマツミ-1 クシナダ-1 ミクラ-1 ヤチホコ-1 スクナミ-1 EarthCARE うみつばめ 通信 放送 測位衛星 SUPERBIRD A3 B2 B3 C2 D BSAT 3a 3b 3c 4a 4b JCSAT 1C(12) 2B 3A 4A 4B 5A 85 110R RA 16 15 18 17 N-STAR c d みちびき 2号 3号 4号 1号R 6号 7号 きらめき 1号 2号 3号 光データ中継衛星 宇宙探査機 はやぶさ2♯ ベピ・コロンボ JUICE Hera MMX 実験衛星 あじさい ひばり DRUMS（英語版） CRD2 ADRAS-J GRUS-3α RAISE-4 STARS-X 情報収集衛星 光学 5号 6号 7号 8号 レーダ 3号 4号 予備 5号 6号 7号 8号 データ中継 1号 民間超小型衛星 ふじ3号 CUTE 1 1.7+APD2 XI IV V SEEDS 雷神 輝汐 しんえん しんえん しんえん2 鳳龍 鳳龍弐号 鳳龍四号 プロイテレス WNISAT 1 1R 結 SPROUT 雷神2 UNIFORM-1 SOCRATES ChubuSat 1 2 3 ほどよし 1号 3号 4号 QSAT-EOS TSUBAME CE-SAT IE IIB てんこう あおい がまキューブ RISESAT OrigamiSat-1 AOBA-VELOX-IV NEXUS Z-Sat ARICA ASTERISC（英語版） NANODRAGON KOSEN-1（英語版） EYE TIRSAT KASHIWA AE 1a 1c 1d 2a 3Va 4La 5Ra 5Rb 5Rc
計画中 気象衛星 ひまわり 10号（2030） 天文衛星 Solar-C_EUVST（2028） WSO-UV（2028） JASMINE（2032） PRIMA （2033） LiteBIRD（2036） HiZ-GUNDAM LAPYUTA GREX-PLUS 地球観測衛星 SAMRAI衛星（2027） 降水レーダ衛星（2029） 通信 放送 測位衛星 準天頂衛星システム 3R（2031） 8（2031） JCSAT 32（2027） 31（2028） SUPERBIRD 9（2027） 宇宙探査機 DESTINY+（2028） RAMSES（2028） ispace ミッション3（2028） TSUKIMI（2028） ドラゴンフライ（2028） LUPEX（2028） OPENS-0（2028） コメット・インターセプター（2029） 次世代小天体サンプルリターン（2030-2032） LNSS FANG 小型火星テラヘルツ探査機 Mars Ice Mapper 火星着陸探査 CROVA 実験衛星 G-SATELLITE（2020） 多軌道観測実証衛星（2026） ELS-R100（2027） CRD2 フェーズII（2027） SDA衛星 きく9号（2027） OHISAMA（2027） 多軌道観測実証衛星 即応型マルチミッション衛星 次世代防衛技術実証衛星 FEATHER SERVIS-3 SILVIA 情報収集衛星 光学 時間軸多様化1号（2026） 9号（2027） 時間軸多様化2号（2028） 10号（2030） レーダ 時間軸多様化1号（2028） 時間軸多様化2号（2029） 9号（2031） 民間超小型衛星 視覚で楽しむ衛星（2021） HSKSAT（2022） KOSEN-3 WASEDA-SAT-ZERO（2022） プロイテレス2号
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