写真：先駆的な研究を支える超小型衛星 - TechRepublic

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宇宙船を軌道に乗せることを夢見たことはありますか？衛星の建造と打ち上げにかかる5億ドルという費用は、そんな夢のほとんどを現実のものにしてしまうほどのものです。

低予算宇宙飛行士たちはひるむことなく、宇宙船を宇宙に送り出す方法を見つけました。その答えは、宇宙船を非常に小型にすることです。

キューブサットは超小型衛星で、最小のものはわずか10cm（1U）、重量は標準で3ポンド（約1.3kg）です。この小型サイズは打ち上げコストを最小限に抑えるために設計されており、最近の例では約10万ドルでした。

小型バスほどの大きさになることもある商用および軍事用の衛星に比べ、CubeSat の打ち上げコストは手頃であるため、より幅広い層の人々に宇宙研究への扉が開かれます。

1990年代後半に米国の大学でこのフォームファクターが考案されて以来、数十機のキューブサットが軌道上に打ち上げられ、低重力が植物細胞生物学に及ぼす影響から危険な宇宙ゴミを発見する新しい方法まで、あらゆる研究が行われてきた。

NASAは、キューブサットを軌道に乗せるプログラムを運営しており、今後のロケット打ち上げで小型衛星ペイロードを搭載する機会を提供しています。現在までに、NASAは29州から114個のキューブサットを選択し、今週、今後のロケット打ち上げで搭載する新たなキューブサットの入札の受付を開始しました。

ここでは、これらの小型宇宙船によって可能になった魅力的な研究の一部を紹介します。

28 基のナノ衛星からなる Flock-1 艦隊は、これまでに打ち上げられた地球画像衛星の中で最大のコレクションです。

Dove衛星は、変化する地球の画像を収集し、人道支援と環境保護活動を支援します。潜在的な用途としては、森林伐採や極地氷床の監視、災害救援や発展途上国の農業生産量向上に役立つデータ収集などが挙げられます。

各3U衛星は、3〜5メートルの解像度で地球表面の写真を撮影するように設計されている。

衛星は今年1月にシグナスCRS-1補給宇宙船によって国際宇宙ステーション（ISS）に輸送された。

こちらはサンフランシスコに拠点を置く Planet Labs 社が製造し、ISS から打ち上げられた最初の 2 機の衛星です。

スポアサット

SporeSat は、地球の軌道上の低重力下で植物細胞の生物学がどのように変化するかを観測する、自律型の自由飛行宇宙船です。

搭載実験では、シダ植物Ceratopteris richardiiの生殖胞子に対する重力の影響を調査します。Ceratopteris richardiiを含む一部の植物は、重力を利用して方向を決定し、根を地中に導きます。3つのラボオンチップ装置を用いて、地球軌道上の低重力環境におけるシダの挙動と、回転によって高重力環境にあるシダの挙動を比較します。

今年4月に打ち上げられた3U宇宙船は、NASAエイムズ研究センターとパデュー大学農業生物工学部の協力により設計された。

画像: ドミニク・ハート/NASAエイムズ

電話衛星

ほとんどの事態に対応できるスマートフォン アプリはあるかもしれませんが、衛星の制御はおそらくそのアプリには含まれません。

しかし、NASAはPhoneSatミッションを通じて、携帯電話がこれまで消費者向け技術では到達できなかった領域に大胆に到達できるよう支援してきた。

最初の PhoneSat は、Android OS を実行する当時 300 ドルの HTC Nexus One スマートフォンが 1U CubeSat の航空電子機器を制御できるかどうかをテストしました。

PhoneSatミッションは、今日の特注デバイスをスマートフォンのようなものに置き換えることで、宇宙飛行用コンピューターの価格を数桁下げ、処理能力を100倍に高めることが可能かどうかを解明する試みである。

特に興味深いのは、強化されていない市販のコンピューターハードウェアが、宇宙の極度の温度と高放射線下で機能するかどうかでした。最初のPhoneSatミッションでは、携帯電話が軌道上で約1週間動作することが示されました。

最新のPhoneSatミッションは2.4で、Nexus S端末を使用し、双方向無線通信機能と姿勢制御用のリアクションホイールを搭載していました。昨年11月の打ち上げ時には、以前のPhoneSatよりも高い軌道に配置されました。

インテリジェントペイロード実験

NASAは、自律型衛星を駆動できる技術をテストするために、インテリジェント・ペイロード・エクスペリメント（IPEX）を立ち上げた。

IPEX が試験的に導入した技術により、計画中の HypsIRI 衛星は人間の介入なしに、より多くの行動を自ら決定できるようになります。

HypsIRI は、森林火災や火山噴火などの異常事態を地球表面でスキャンし、それらの事態に応じて優先順位やタスクを変更する予定です。

HypsIRI は、人間のオペレーターが関心のある土地の領域を指定し、衛星がそれらの領域を調査するのに最適な方法を決定できるようにすることで、より簡単に制御できるようになります。

1U CubeSat は、カリフォルニア州立工科大学サンルイスオビスポ校と NASA によって開発され、昨年末に打ち上げられました。

画像: カリフォルニア州立工科大学

NEE-01と02

これらの宇宙監視装置は、地球近傍物体を発見し、軌道上に散らばる宇宙ゴミを分類するのに役立つように設計されています。

NEE-01に搭載された高解像度720pカメラにより、通常は検出が難しいが、人口密集地域に脅威を与えるほどの質量を持つ小型の小惑星も発見できます。

NEE-02 は、高速デジタル伝送と高解像度のビデオカメラを備えた NEE-01 のアップグレード版です。

この宇宙船は過去2年間にエクアドル民間宇宙局によって打ち上げられた。

画像: Agencia Espacial Civil Ecuatoriana