九州工業大学 大学院 奥山圭一教授より提供いただいた運用データ、情報を記載します

小型深宇宙探査実験機における自動制御システムの設計手法 その3

表 2 ダウンリンクデータの構成

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 4.しんえん2制御系

図4にしんえん2電気機器ブロックダイアグラムを示す.
SAPは,Solar Array Panel, Txは送信機,Rxは受信機である.
しんえん2は,主に3つのUnitで構成されている.電力を供給するPCU(Power Control Unit),
通信を行うCCU(Communication Control Unit),
そして,それらのUnitを管理,監視するSCU(Shinen2 Control Unit)がある.
このSCUは,”God SCU”と”Slave SCU”の2つのCPUで構成される.

しんえんブロック図

図 4 しんえん2電気機器ブロックダイアグラム

< God SCU >

“God SCU”には主に2つのタスクがある.

  • PCUの制御
  • Slave SCU,各PCUへの健全性の確認 “Slave SCU”には主に3つのタスクがある.
  • < Slave SCU >
  • “God SCU”は生存確認信号を各基板へ送り,各基板はその信号を受信するとフィードバック信号を”God SCU”へ返すことでその基板の健全性,並びに,生存を確認する.
  • HK data, 放射線測定データの測定,並びに,EEPROMへの保存
  • CCUへHK data,放射線測定データを送信する.
  • 深宇宙通信対策として,距離によって送信データの繰り返し回数を変化させる.以上のように”God SCU”, ”Slave SCU”で構成されるSCUに関しては生存確認,CCUへの送信回数の変化など「しんえん2」のミッションに大きく影響の出るUnitだということがわかる.

この繰り返し回数は,地球から月までは6 slotsのデータを2回ずつCCUへ送信する.
月以遠では,2 slots のデータを12回ずつCCUへ送信する.
この深宇宙通信を考慮した対策を講じることで後のデータ解析の際にデータの整合性を高めることが可能となる.

5. まとめ

しんえん2は深宇宙通信をミッションの一つとして掲げており,
その通信方式はWSJTである.その通信を行うためにSCUによって探査実験機自体を制御し,
各電子基板の健全性,生存を確認し,地球へデータの送信を行っている.
また,深宇宙通信をより遠い距離で行い,データの解析の精度を上げるために
SCUからCCUへの通信の回数を変化させている.

SEE放射線試験の結果からCPUにあたるPIC16F877による健全性確認信号にて
放射線環境が過酷な場合に意図しない現象を確認されたが,
データ送信部においては動作不全を起こすことなく送信され続けた.

データ解析値の結果からバッテリーの電圧,電流,温度ともに正常値を示しており,
他の受信データも特に変わった値を示すものはなかったために
深宇宙においても正常動作をしていくことが受信結果よりわかる.

 

参考文献

1)    伊藤浩司, 岩上敏男, 日比野茂, 奥山圭一, 中須賀真一: ガンマ放射線を照射されたPEEK/CFRPの機械的特性, 第55回宇宙科学技術連合講演会講演集, 2011.

2)    Joe Taylor, WSJT6 User’s Guide and Reference Manual, August 10, 2006

3)    Joe Taylor, WSJT: New Software for VHF Meteor-Scatter Communication, QST, December 2001, pp. 36-41.

4)    HDSDR home page, available form http://www.hdsdr.de/

 

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