EQUULEUS
東京大学とJAXAが開発した宇宙探査機
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EQUULEUS (EQUilibriUm Lunar-Earth point 6U Spacecraft[2]) は、東京大学中須賀・船瀬研究室 (ISSL) と宇宙航空研究開発機構 (JAXA) が開発したCubeSatの地球・月系ラグランジュ点探査機。ラグランジュ点から月面への衝突を高速度カメラや紫外線望遠鏡で観測する。名称はこうま座の英名 (Equuleus) に由来する。
| EQUULEUS | |
|---|---|
 | |
| 所属 | 宇宙航空研究開発機構/東京大学 |
| 公式ページ | 東京大学 中須賀・船瀬・五十里研究室 |
| 国際標識番号 | 2022-156E |
| 状態 | 運用終了 |
| 目的 | 地球・月系ラグランジュ点探査機 |
| 観測対象 | 月 |
| 打上げ機 | SLS Block 1 |
| 打上げ日時 | 2022年11月16日 [1] |
| 通信途絶日 | 2023年5月18日 |
| 運用終了日 | 2024年4月9日 |
| 物理的特長 | |
| 本体寸法 | 11.6×23.9×36.6 cm |
| 最大寸法 | 展開時146cm以下 |
| 質量 | 10.5 kg（wet） |
| 発生電力 | 50W |
| 主な推進器 | 水蒸気スラスタ |
| 姿勢制御方式 | 三軸安定制御 |
| 軌道要素 | |
| 軌道 | 地球―月系L2ラグランジュ点 （計画） |
| 観測装置 | |
| PHOENIX | 紫外線望遠鏡 |
| DELPHINUS | 超高速カメラ |
| CLOTH | ダストセンサ |
2022年11月16日にスペース・ローンチ・システム (SLS) のアルテミス1号に相乗りで打上げられ、軌道変更の成功やミッション機器のチェックアウトなどを経て順調に運用していたが、2023年5月18日に通信途絶し、計画していたラグランジュ点へは投入されなかった。
歴史
- 2016年4月 - SLS初号機の相乗り衛星としてOMOTENASHIと共に選定される[3]。
- 2019年5月13から31日 - 米国カリフォルニア州モンロビアにあるNASA/JPLの試験施設で行われたNASA深宇宙追跡網 (NASA Deep Space Network) との適合性試験で、搭載されるXバンド通信機の通信性能が確認された[4]。
- 2021年7月 - OMOTENASHIと共にNASAに衛星を引き渡し[3]。
- 2022年
- 2023年
- 2024年4月9日 - 探査機の位置誤差の拡大を理由に運用終了した[6][7]。
通信途絶時点では、L2点への到達には大きな軌道変換は必要とせず軌道修正運用のみで2023年末に到達できる見込みであった[3]。
地球 · 月 · EQUULEUS
軌道設計
機体設計
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EQUULEUSは6UのCubeSatでブリーフケースほどの大きさである[11][12]。
スラスタ―
スラスターのAQUARIUS (AQUA ResIstojet propUlsion System) は推進剤の水を気化させて推力とするレジストジェット推進器。搭載通信機器の排熱を利用することで消費電力を抑える設計となっている[13]。100分の3気圧の環境で常温蒸発させる[14]。工業用精製水を使用することでヒドラジン等で懸念される毒性がないため有人宇宙システムとの相性がよく、月等の地球以外の天体で調達が容易なことなどから将来性が期待されている[14]。名称はみずがめ座を意味する[15]。
バス機器
ミッション機器
PHOENIX（プラズマ撮像装置）
地球の磁気圏プラズマを構成するヘリウムイオンを紫外光域で撮影する[18]。あらせなどのジオスペースミッションを補完する[19]。観測対象の紫外光は通常の鏡での反射が可視光の1/10と小さいため、モリブデンやシリコンを互層して干渉を利用した高反射率の鏡を開発している[20]。名称はほうおう座を意味する[15]。
DELPHINUS（閃光撮像カメラ)
小隕石による月面衝突閃光（Lunar Impact Flash、LIF）を高速カメラで撮影し、月面での活動に対する脅威を評価する[18]。CCDカメラ2台の構成で電気ノイズや宇宙線の影響を除去する[22]。月面の夜側を毎秒60フレーム撮影し、専用のFPGAモジュールでリアルタイムにオンボードで画像処理を実施してLIF候補が含まれたダウンリンク用のクリップ画像を生成する[22]。月面閃光の発光時間は0.01 - 0.1秒とされ、地球からは5 - 10等級程度の明るさで見える。名称はこうま座（Equuleus）の近くのいるか座（Delphinus）にちなむ[22]。
CLOTH（ダスト計測器）
シス・ルナ空間（地球から月軌道周辺）におけるダスト環境を評価する[18]。ゲートウェイの安全性評価に貢献するデータ等として期待された[24]。機体を保護するMLI（多層断熱材）の層間に配置されたフィルム状のダスト検知センサ。大型センサの搭載が難しい超小型衛星の課題を解決している[19]。再外層のMLIを貫通したダストがPVDFフィルムに衝突した時刻、センサチャネル、センサ温度、波高値（質量と速度の関数）がハウスキーピングデータの一つとして記録され、これを元にダストの運動量と空間分布が解析される[24]。圧力を受けると電圧が生じるセンサで、ISASとしては2010年打ち上げのソーラーセイル実証機IKAROSにALADDINセンサとして搭載実績がある[24]。
- センサ材料：20μm厚PVDF（ポリフッ化ビニリデン）[21]
- 検出可能ダスト粒径[21]
- EML2ダスト(1km/s)：29 - 1300μm
- 惑星間ダスト（12km/s）：4 - 35μm
- 検出可能ダスト粒径[21]
- センサ有効面積：435cm2（表面積の約2割に相当）
- 質量：100g未満（ハーネスを含む）
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