ミッション概要

ミッション系構成

 撮像ミッション系の構成コンポーネントを図1にまとめる。外部に5つのレンズおよびミラーが露出する.センサ機器の外観を図2に示す.HPT(High Precision Telescope), BOL (Bolometer Array Sensor)を新規開発する。また2台の広角CMOSカメラ (LSI-N,W), 魚眼CCDカメラ (WFC), VLFアンテナ・レシーバはSPRITE-SATの実績品である。

  LSI-N,WにはCMOS撮像素子STAR-250を採用し, 露光時間は34.5ms, 空間分解能は600m/1.2km/2.4kmの選択式である.ユニット質量は583gである.WFCは視野角134 x 180度, WATEC社のT065を採用する.露光時間は16.7ms, ユニット質量は223gである.

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図1 ミッション機器関連図
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図2 ミッション機器: a) 高解像度望遠鏡(HPT), b) ボロメータアレイカメラ(BOL), c) スプライト撮像CMOSカメラ(LSI), d) 魚眼CCDカメラ(WFC)

高解像度望遠鏡 (HPT)

 HPTの基本スペックは下記のとおりである.

  • 口径100mm(F10)クラスのカセグレン光学系, 焦点距離約1m, 質量3kg
  • 地表カラー撮像, 雲撮像, 惑星撮像を対象
  • 可視域(400-650nm)のRGB + 液晶フィルタ(650-1000nm)の4CCD構成, ISO8000相当の高感度
  • 画素数 659 x 494 pixel, 解像度 5m/pixel @ 高度700km, 視野 3.3 x 2.5 km
  • RGB撮像では最短露光時間 1/4000秒
  • 液晶フィルタ撮像(バンド幅10nm)では空間解像度は5~50m

 HPTに採用する4台のCCDカメラ(HPC-R,G,B,M, High Precision Camera)は, WATEC社のT065を採用する.主鏡および副鏡に採用するのは「ZPF新素材ミラー(ゼロ膨張高剛性セラミックスミラー)」である.これは最新研削技術を応用した軽量・高強度ミラーであり, 通常の鏡と比較してロケット打上時の耐振動性が強い.

 LCTF (Liquid Crystal Tunable Filter)は地上用途開発品を新規宇宙実証する.多層液晶プレートを用いた波長可変の狭帯域(5nm-)干渉フィルターで, 300nm以上の範囲で中心波長を10ms以下で変更可能である.

ボロメータアレイカメラ (BOL)

 BOLは視野角48 x 36度の中間赤外センサ(波長8~14μm)である.高度約700kmから空間分解能約1km(0.076deg/pixel)で積乱雲・地表, 海面の温度分布を画像化することにより, 以下の3つの現象を知ることができる.

  • 雲頂温度を導出して雲頂高度を推定し, LSIやWFCとの同時観測から発光現象と積乱雲の関係を調べる.
  • 地表面や建物, および海洋の温度分布を観測し, ゲリラ豪雨の源となる積乱雲の発生状況も監視して, その関係を調べる
  • 山火事や火山噴火などの災害発生時に観測を行い, 早期発見の方策を探る

 民生用ボロメータカメラを低コストに最小限の改修により宇宙用に転用する.消費電力は8.4W, ユニット質量は554gである.

 ボロメータで撮影した画像は単体ではノイズが激しいが, シャッタを閉じたときに撮影した画像との差分を抽出することで, 鮮明な画像を得ることができる.深宇宙の撮像をシャッタ画像とすることで, 駆動部分の取り外す。


(C) The Space Robotics Lab (Space Exploration Lab), Tohoku University
Last-modified: 2011-06-15 (水) 15:36:17 (2954d)