運用計画と電力収支

電力モデル

 上面および側面の合計5面に太陽電池セル(GaAs multijunction cell)を貼りつける。8直接続(18.64V)で各側面の並列数は4 (1780mA)。上面のみ2(890mA)である。よって、直射時の発生電力は33.2Wである(上面のみ16.6W)。数値解析で計算した日照時の発生電力は、軌道投入後のスピン状態(各軸2deg/s)で平均41.1W, 地球指向時(指向軸は0.2deg/s)で平均47.6 Wである。

 バッテリはNiMH電池を9直列でユニット化し、合計で10.8V, 3.7AHである。充放電制御では、ある温度および電流におけるバッテリ電圧を計測し、それを特定温度および特定電流における電圧値(T.C.BAT-V)に換算する。この値が13.13Vを超えると充電停止、10.55Vを下回ると低電力モードに移行する。この運用は、バッテリ容量の87~13%の領域を使用すると推定している。

 電気試験で太陽電池電力(SCP-P)・バッテリ電力(BAT-P)・バス電力(BUS-P)の電力値を実測し、変換効率を算出した。25Wのバス消費電力時にBUS-PはSCP-Pの87%, BAT-Pの95.5%であることを確認した。

衛星シミュレータによる電力収支の検証

 衛星シミュレータを作成して電力パラメータの変動を推定した。PC上で動作するサーバプログラムで、軌道モデル、姿勢モデル、太陽電池モデル、バッテリモデル、充放電制御、電力変換効率、および実測した各機器のバス消費電力を数学モデル化している。電気試験と同様にQLソフトから操作し、コマンド送信・テレメトリ受信が可能である。それに加えて、0.1秒刻みのログ出力および倍速モードを搭載しているため、実機よりも短時間で衛星動作の検証が可能である。  リアクションホイールの消費電力は、観測モード15分間における定点指向の一般的なホイール回転速度履歴を適用し、実際に計測した消費電力履歴をモデル化している。

※詳細結果は下記文献に掲載

Y.Sakamoto, et al., "Development Status and Operation Plan of 50-kg Microsatellite RISING-2 for Earth Observations by Multi-Spectrum Instruments," The 28th International Symposium on Space Technology and Science, June, 2011, Paper No.2011-f-25.

観測モード

 観測モードは以下に示す7つの観測モードのいずれかを15分以内で実行する.消費電力は各センサ機器と制御装置(SHU)の合計である。

  • Mode-1. スプライト観測 (LSI-N,W, VLFR), 7.8W, 日陰のみ
  • Mode-2. 雷発光観測 (WFC, VLFR), 7.6W, 日陰のみ
  • Mode-3. LSI-N撮像, 積乱雲・地表・海面, 5.4W
  • Mode-4. WFC撮像, オーロラ・地表・海面, 5.7W
  • Mode-5. BOL撮像, 積乱雲・地表・海面, 13.3 W
  • Mode-6. RGB望遠撮像 (HPC-R,G,B) 積乱雲・地表・月・惑星, 7.5 W
  • Mode-7. 多波長望遠撮像 (HPC-M, LTCF) 積乱雲・地表・月・惑星, 5.9 W

(C) The Space Robotics Lab (Space Exploration Lab), Tohoku University
Last-modified: 2011-06-15 (水) 15:48:36 (3095d)