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1MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
衛星システムからみた宇宙機器・部品への要求Requirements to components & parts for space use from the satellite system point of view
三菱機株式会社 宇宙システム事業部Mitsubishi Electric Corporation, Space Systems Division
宇宙開発利用推進室 室長 小山 浩Office for Space Utilization and Strategy PlanningGeneral ManagerHiroshi Koyama
第23回マイクロエレクトロニクスワークショップ23th Microelectronics Workshop
2MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
宇宙システム開発上の課題Issues about space system development
インテグレーション性の向上Improvement of efficiency for space system integration
部品レベルからの革新Revolution from parts for space use
MEMS技術の活用Utilization of MEMS technology
高機能素子の活用Utilization of advanced functional LSI
目次Contents
3MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
宇宙システム開発上の課題Issues about space system development
宇宙基本法、宇宙基本計画Basic space law, Basic plan for space policy 開発から利用へ
from R&D to Utilizationシリーズ化、量産化series production, mass production
商用衛星市場の拡大(商用通信衛星、海外観測衛星)Enlargement of commercial satellite market QCDの向上
improvement of QCD(Quality Cost Delivery)開発・製造負荷の低減Reduction of development and manufacturing
インテグレーション性の向上Improvement of integration process
4MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
宇宙システム開発のタイムライン(典型例)Timeline for space system development(typical example)
概念設計
ミッション機器先行開発Development of mission payload
ブレッドボードモデルBread Board Model
約 2年で製造後軌道上納入On orbit delivery within about 2 years
商用衛星のケースCommercial Satellite
1(年度) 2 3 4 5
概念設計 予備設計 基本設計 4詳細設計 維持設計
設計審査
エンジニアリングモデルEngineering Model
プロトフライトモデルProto Flight Model 打上げ
Launch運用管制Operation
新規衛星開発のケースR&D satellite
AITAssembly Integration & Test
宇宙システム開発上の課題Issues about space system development
フライトモデルFlight Model
AIT
打上げLaunch
運用管制Operation
5MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
インテグレーションIntegration
(Mechanical/Electrical)
初期電気性能試験Electrical
Performance Test
アライメント計測Alignment
measurement
熱真空試験Thermal Vacuum Test
推進系リーク試験RCS leak
Test
AIT(Assembly Integration & Test)の標準期間Standard time line for AIT
宇宙システム開発上の課題Issues about space system development
EMC試験EMC Test
(PFM only)
正弦波振動試験SinusoidalVibration Test
音響試験Acoustic
Test
太陽電池・アンテナ展開試験
Solar array/Antenna deploymentTest
質量特性試験計測Mass propertyMeasurement
終機能性能試験Final Electrical
Performance Test
アライメント計測Alignment
measurement
約4~5ヶ月Around 4-5 Months
約10ヶ月Around 10 Months
PFTProto Flight Test
6MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
宇宙システム開発上の課題Issues about space system development
インテグレーション性の優れたシステムアーキテクチャの確立Establishment of system architecture for efficient integration
開発・製造を容易にする高機能部品の開発Development of advanced functional parts for efficient manufacturing
今後の方向性Future directions
宇宙技術Space technology
民生技術Commercial technology
高信頼性High reliability
環境耐性Space Environment
先端技術Leading edge technology
短期開発・量産Short development cycleMass production
高集積化LSI
故障検知・再構成FDIR(Fault Detection,Isolation & reconfiguration)
試験検証手法Verification method
ネットワーク技術Network technology
新民生技術の反映が重要Utilization of recent commercial technology
©JAXA
©JAXA
©JAXA ©Apple
7MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
インテグレーション性の向上Improvement of efficiency for space system integration
地上民生分野の 新技術へ注目Utilization of recent commercial technology
プラグアンドプレイUSB機器(マウス、メモリ、、、)Plug & playUSB interface
IP化、LANインターネット、域内ネットワークInternet Protocol, LAN
ワイヤレスWireless
参考にすべき事例Example of next generation technology
レスポンシブスペースResponsive Space
WiSARWireless Synthetic Aperture Radar
8MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
海外事例:米国レスポンシブルスペースExample : Responsive Space(U.S.)
レスポンシブ : 識別された要求に基づき、24時間以内に必要な情報を提供する
小型衛星を活用 : 約500㎏以下可能であれば200kg以下打ち上げ費の低減、開発・製造期間の短縮を図る
特徴 : 小型ペイロードによりより良い性能を得るため、低高度を飛行低高度飛行のため、短寿命を許容(半年以下、可能であれば2年)短寿命であるため、民生部品活用が可能量産化、短期製造に向けたインテグレーション方式が特徴
インテグレーション性の向上Improvement of efficiency for space system integration
Responsive : provide necessary information within 24hrs from spaceUtilization of small satellite: satellite mass < 500kg(200kg if possible)Characteristics
Injection to low altitude orbit to attain better performance with small sensorsShort life time is permitted because of low altitude orbitCommercial parts can be utilized because short life time is permittedAdopt recent commercial technology to attain short term development & mass production
19th Small Satellite Conference (Aug., 2005)
9MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
レスポンシブルスペースの 開発計画Development plan of Responsive Space project
区分 TacSat1(cancel) TacSat2(2006) TacSat3(2009) TacSat4(2011) TacSat5
システムSystem
・小型衛星バス・低コスト
打上げシステム・ネットワーク
-Small satellite-Low cost launch system
-Internet ProtocolNetwork
・通信系CDL Common Data Link
・標準バス(標準電子機器)Standard
platformequipment
・超楕円軌道対応移動体通信システムSatellite for mobile communication
・即応打上げ、プラグ&プレイ、モジュール化等(計画中)
-Responsive launch
-Plug & playmodule
ミッションMissionPayload
・可視(70m)・赤外(850m)・RFペイロード-Visible(GSD 70m)-IR(GSD 850m)-RF payload
・可視(1m)・RFペイロード-Visible(GSD 1m)-RF payload
・ハイパースペクトルセンサ ー
-Hyper spectrum sensor
・移動体通信-Mobile communication
インテグレーション性の向上Improvement of efficiency for space system integration
NASA HP NASA HP
NRL HP
10MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
衛星による観測要求発生後のCall Upから軌道上運用迄6日間で実施することを目標
衛星はモジュール化され、倉庫品として保管必要なモジュールを要求に応じ組み合わせS/Wインストール後専用ロケットで打ち上げ
Plug & PlayQuick Integration Quick Checkout 1-Day Checkout
Autonomous Calibration
米国レスポンシブルスペースの主要概念:6 Day SpacecraftMajor concept of Responsive Space
19th Small Satellite Conference (Aug., 2005)
インテグレーション性の向上Improvement of efficiency for space system integration
Satellite will be launched and operated within 6days after first call upSatellite modules are stored and after call up, appropriated modules are
selected and assembled. After installation of SW, it will be launched.
11MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
レスポンシブスペースにおけるインテグレーション短縮に向けた技術例(1)Example of technology for efficient integration in RS project
Space Plug & Play(PnP) Avionics(SPA)・衛星のインテグレーション=プラグイン・PnP に関わる各種標準を規定(右図)・具体的な汎用インタフェースとしてUSB及び、
SPACEWIRE等を活用・SPA標準に適合した機器をCEB
(Core Electronics Block)として開発
標準化規定Standards for PnP
インテグレーション性の向上Improvement of efficiency for space system integration
Space Plug and Play Avionics- Satellite integration = plug in- PnP Standards are defined as shown in the
figure- USB and Space Wire are adopted as standard
interface- Components that are coincides with SPA standards have been
developed as Core electronics Block(CEB)
19th Small Satellite Conference (Aug., 2005)
12MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
PnP衛星事例Example of PnP Sat
2-3日でセミカスタムの衛星の設計、組み立て、テストを完了オープンスタンダードとインタフェースを有するモジュラー型衛星を確立各モジュールは自分自身の機能定義を保持、組み立てが完了すると
自動的に全体システムが構築される
–寸法: 51 x51 x 61.2 cm.–重量: 34.7 kg
標準機械的IFの例Example of standard mechanical interface5cmx5cmのパタン本IFに適合するよう機器を設計
レスポンシブスペースにおけるインテグレーション短縮に向けた技術例(2)Example of technology for efficient integration in RS project
インテグレーション性の向上Improvement of efficiency for space system integration
7th Responsive Space Conference (April, 2009)
Semicustom satellite design/assembly/test are completed within 2-3 daysModular type satellite is established that has open standard s and interfaces
13MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
内部構造HUB:ハブHCB:ハイパワーサーキットブレーカーSpW:スペースワイヤールーター
インテグレーション性の向上Improvement of efficiency for space system integration
PnP衛星事例(続き)Example of PnP Sat(cont.)
標準電気的IFの例Example of standard electrical interface
7th Responsive Space Conference (April, 2009)
Standard structureHUB: HubHCB; High power Circuit BrakerSpW: Space Wire router
14MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
Self-Defining Data Sheet・コンポーネントの特性を記載するデータシート
Data sheet that describes components characteristics・データ内容・受付可能なコマンド・インタフェース・提供サービス内容
プラグアンドプレイのため、下記の仕組みがインストールされているFollowings are installed for PnP operations
Common Data Dictionary・標準データの定義
Deification of standard data・関係ある機器への配信
Data delivery for related components
インテグレーション性の向上Improvement of efficiency for space system integration
PnP衛星事例(続き)Example of PnP Sat(cont.)
7th Responsive Space Conference (April, 2009)
15MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
http://rapidait.wordpress.com/4/30 Packing for shipment begins at 1:37 MDT.
4/29 Mission scenarios. 3:15 MDT
4/29 Vibration testing has begun. 10:38 MDT
All panels are attached as of 1:22 MDT Assembly begins at 12:54 MDT, 28 April 2009. Component mounting nearing completion...
First bus functional test, 91 minutes from order. Bus functional test was successful, and assembly has resumed. 2:55 MDT
Three hours since the order. 3:54 MDT
Communication module attached. 4:38 MDT Attaching solar array. 5:23 MDT
RS7会場で のPnPのデモンストレーションのため、組立状況のリアルタイム中継を実施約2日で組立を完了
組立開始4.28 12:54
組立完了4.30 1:37
インテグレーション性の向上Improvement of efficiency for space system integration
PnP衛星事例(続き)Example of PnP Sat(cont.)
AIT demonstration of PnP satellite has beenperformed during the RS7.
AIT has completed within about 2 days.
ミッションシナリオのインストール
16MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
インテグレーション性の向上Improvement of efficiency for space system integration
PnP衛星事例(続き)Example of PnP Sat(cont.)
©Aerospace Corp
PnP化による衛星組立構想例Reconfigurable satellite assembly concept based on PnP structure
17MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
海外事例:インターネット化Example : Utilization of internet
インテグレーション性の向上Improvement of efficiency for space system integration
レスポンシブスペース衛星をインタネット上
のノードと認識地上運用設備
(運用端末)からは、インターネットにより衛星にアクセス試験、運用の効率化
が可能
In Responsive Space, internet is utilizedEach satellite is identified as internet nodeEach satellite can be accessed from ground stations(terminals) via internet
宇宙用ルーターCISCO社が宇宙用ルータを開発Intelsat14に試験搭載
©CISCO
CISCO has developed IP router for space useIntelsat14 has equipped the router for onboard
verificationインターネットによる運用概念図
5th Responsive Space Conference (April, 2007)
18MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
海外事例:WiSAR(MacDonald Dettwiler and Associates, Ltd.)
インテグレーション性の向上Improvement of efficiency for space system integration
6th Responsive Space Conference (April, 2008)
WiSARの特徴SARアンテナにTRモジュール、太陽電池、リチウム
イオン電池及び制御、モニタ機能を搭載SARアンテナ‐バス間の電源ケーブルを削除ワイヤレスによりレーダでの受信信号を本体側に送信SARアンテナの展開と太陽電池アンテナの展開は兼用アンテナの捻れ計測を実施、位相調整により補償
Self-contained active antenna node incorporates the RF circuitry of a Transmit Receive Module (TRM) with a Solar power source, Lithium-Ion cells, and control and monitoring functions.
A wireless “space feed” as a means of eliminating the azimuth and elevation RF power distribution networks, including all the associated cables and harnesses on a typical SAR antenna.Deployment of the SAR Antenna using low cost solar array deployment
mechanisms .Active, dynamic antenna distortion measurement and compensation system is
used.
観測データをRFで伝送
19MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
インテグレーション性の向上Improvement of efficiency for space system integration
国内事例: 先進衛星構体(METI/USEF殿開発)Example : Advanced Satellite Structure Experimental Module(METI/USEF/MELCO)
SERVIS-2搭載 先進衛星構体Advanced Satellite structure experimental Module(ASM) for SERVIS-2
先進衛星構体は電気ケーブル(ワイヤハーネス)を厚さ2~3cm程度の衛星構体パネル内に埋め込み、広い機器取り付け面を提供し、大型の機器も自由に配置できることを目指制御用計算機と搭載機器の間をプラグアンドプレイ(Plug & Play)性に富んだCANバスで接続し、より自在な機器配置を可能とするこれにより衛星の小型軽量化、衛星組立・試験簡素化を目指すServis-2に搭載、実証実験中
Advanced Satellite structure experimental Module(ASM) includes wire-harness/parts within the structureThis provides wide area for equipment allocationsASM also provides plug & play capability with CAN busThis makes satellite size small and leads to efficient satellite assembly and
verificationASM has been installed in SERVIS-2 spacecraft and is under evaluation
20MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
インテグレーション性の向上Improvement of efficiency for space system integration
先進衛星構体の構造Structure of Advanced Satellite Structure Experimental Module
先進構体活用により余剰スペースが発生
ペイロード機器搭載等に利活用可能
Free spaces resulted from adoption of ASM can be utilizedto allocate payloads equipmentsand etc.
Harness
CFRO case
Embeddedelectronics
Interface module
Access cover
22MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
インテグレーション性の向上Improvement of efficiency for space system integration
宇宙システムのインテグレーション性向上に向けては地上民生技術の活用が重要
システム構築、インテグレーションの効率化、簡素化に向け下記地上民生技術に着目プラグ・アンド・プレイ技術ネットワーク技術(インターネット、LAN)ワイヤレス技術
SERVIS-2衛星にインテグレーションの簡素化を目的とした衛星先進構体を搭載、評価中
上記技術に対応した機器実現に向け、官民でのロードマップ策定、戦略的な開発、軌道上実証が必要
To improve efficiency of space system integration, utilization of commercial technology is importantFollowing recent commercial technologies are essential
Plug and play technologyNetwork technology(Internet, LAN)Wireless technology
Advanced Satellite Structure Experimental Module is under evaluation in SERVIS-2 projectToward realization of equipments that include above technologies, strategic load map definition/development
/on orbit demonstration are required
23MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
宇宙システムにとって機器の(超)小型化機能集約による開発効率化
は永続的課題
その実現には電子機器に関してはFPGA/IPコア活用、高密度実装化機械(機構)系部位に関してはMEMS技術活用
が大きなポイント
部品レベルからの革新Revolution from parts for space use
To the space systems, followings are permanent issues- Miniaturization of components- Improvement of development process by multifunctional devicesTo resolve above issues following considerations are important
- Utilization of FPGA/IP core for electronic elements- Utilization of MEMS technology for mechanical elements
24MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
©MIT
部品レベルからの革新Revolution from parts for space use
海外事例:Tacsat21、 シリコンサテライトExample : Tecsat21, Silicon Satellite
Tacsat21部品レベルから宇宙システムの変革を計画MEMS、分散開口アンテナ技術等、高度技術を採用
シリコンサテライトすべての衛星機能をLSI技術で
実現
©Aerospace Corp.
Tacsat21- Revolution of space system was planned from parts level development- Advanced technologies were adopted such as MEMS, sparse array antenna and etc.
Silicon Satellite- All satellite functions are realized usingLSI technologies
25MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
部品レベルからの革新 MEMS技術の活用Utilization of MEMS technology
研究フェーズ 応用フェーズ
1987マイクロ
ギア
パワーMEMS
マイクロモーター
マイクロセンサ
光学MEMS
バイオMEMS
RF MEMSマイクロメカニズム
マイクロアクチュエータ
MEMS(Micro Electro Mechanical System)はLSI加工技術を活用し、製造マイクロギアのような単純な構造から、光学MEMS、RF‐MEMS等、高度なMEMSへ進化
MEMS(Micro Electro Mechanical System) is manufactured using LSI technologyStarting from simple MEMS device such as micro gear, complex MEMS devices have been developed such as optical MEMS, RF MEMS and etc.
26MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
MEMS回転センサ 非冷却赤外イメージセンサ
MEMS加速度/角速度センサ
小型ミラーデバイス
代表的な民生MEMS技術
RF MEMSスイッチ
部品レベルからの革新 MEMS技術の活用Utilization of MEMS technology
Typical MEMS devices for civil use
MEMS acceleration sensor
MEMS Mirror device MEMS IR SensorMEMS rate sensorMEMS rate sensor
RF MEMS switch
27MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
宇宙システムにおけるMEMS開発事例(RF-MEMS)Example : MEMS development for space use
部品レベルからの革新 MEMS技術の活用Utilization of MEMS technology
RFスイッチ群の簡素化を目標METI/USEF 殿、SERVIS-2衛星にRF-MEMSを
搭載、軌道上実証中能動的な稼働部を含むRF-MEMSスイッチを
選定、スイッチの切替回数寿命、通過損失の経時変化を評価中
SERVIS-2搭載RF-MEMS実験装置SERVIS-2 RF-MEMS experimental unit
RF-MEMSスイッチを8EA搭載(信号発生部、電源部を含む)
Followings are included in the experimental unit- 8 RF-MEMS switches, signal generator, power system©USEF
RF MEMS can be used for simplification of RF switch box for communication satellitesRF-MEMS experiment unit is installed in SERVIS-2 satellite and is under evaluation
現状のRFスイッチ群
28MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
SERVIS-2搭載RF-MEMSスイッチの性能、構造と動作Characteristic of RF-MEMS switch
©電子情報通信学会2006年ソサイエティ大会
©第50回宇宙科学技術連合講演会
部品レベルからの革新 MEMS技術の活用Utilization of MEMS technology
Driving Electrode
Driving Electrode
Absorption Electrode
Absorption Electrode
Electrostatic power
Characteristics of RF-MEMS switchFrequency S-bandInput power < 12dBmOutput voltage 0-5V
29MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
ジャイロ(Gyro)
加速度計(Accelerometer)
従来(例) MEMS(例)
従来(例) MEMS(例)
外形: 約20cmx30cmx15cm
外形: 約20cmx20cmx10cm
部品レベルからの革新 MEMS技術の活用Utilization of MEMS technology
機器小型化の観点からは、慣性センサへのMEMS適用が有望なお、現行精度は一般宇宙用に比べ安定度が劣る。複合航法系等の採用が有効
Adoption of MEMS to inertial sensor is beneficial for miniaturization of componentsHowever, present characteristic of MEMS gyro/accelerometer is not good as existing mechanical sensors
and adoption of hybrid navigation system is required.
30MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
慣性センサの性能Characteristics of inertia sensor
← 現状のMEMS
ジャイロバイアス安定性
Inertial Grade Quality deg/hr <0.1Low Inertial Quality deg/hr 0.1~1
Tactical Grade Quality deg/hr 1~100Automotive etc deg/hr 100~1000
加速度センサバイアス安定性
Inertial Grade Quality μG 10~100Low Inertial Quality mG 0.1~1
Tactical Grade Quality mG 1~10Automotive etc mG 10~1000
← 現状のMEMS
宇宙用姿勢制御
部品レベルからの革新 MEMS技術の活用Utilization of MEMS technology
Gyro bias stability
Accelerometer bias stability
For attitude control of space systems
Present MEMS
Present MEMS
31MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
【参考】宇宙用の複合航法系Hybrid Navigation System for Space Use
異なった特性を有する航法機器を複合化し,各機器間にて相補的情報交換を行うことにより,各センサの誤差の推定・除去,耐故障性のあるシステムを構築することができる
部品レベルからの革新 MEMS技術の活用Utilization of MEMS technology
GPS-INS-STAR複合航法系:GPS、スタートラッカにより精度を、MEMSにより帯域を確保GPS-INS-STAR Hybrid Navigation System : Accuracy is assured by GPS and STT, bandwidth is assured by MEMS inertia sensor
慣性航法装置
ジャイロ 加速度計
カルマン・フィルタ位置誤差推定値速度誤差推定値姿勢誤差推定値姿勢角速度誤差推定値加速度計誤差推定値ジャイロ誤差推定値
GPS受信機
スタートラッカ
○
○
○
○
位置速度姿勢姿勢角速度
+-
+-
+-+
-
Inertia Sensors
Gyro Acc.
GPS Receiver
Star Tracker
VelocityPositionAttitudeRate
KalmanFilter
32MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
部品レベルからの革新 高機能素子の活用Utilization of advanced functional LSI
iPhone-3G
新の携帯電話機能通信(送受信、音声、データ)インターネット接続GPS画像修得・保存・伝送メモリ表示..
衛星に必要な一連の機能有り
©http://eetimes.jp/article/20309
Recent functions of mobile phoneCommunication(voice, data, image)InternetGPSCameraMass memoryDisplay, Man-machine IF,,,
Almost all functions required for satellite areincluded in mobile phone
携帯電話の内部構造
33MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
部品レベルからの革新 高機能素子の活用Utilization of advanced functional LSI
FPGA+IP Core放射線耐性を有するFPGAにSOC(System On Chip)デザインのIPコアを移植
宇宙用高機能素子の例Example of advanced devices
例:LEONチップSPARCプロセッサ機能に汎用IF機能を追加(Serial/1553B/Space Wire/CAN/UART/LVDS/PCI/Ethernet/DIO)
©Aeroflex Gailser
例:リモートターミナルユニットCANバス用のリモートターミナル容易な機器インテグレーションを可能とする
例:モーションコントロールチップモータ制御用のトルク、速度、位置制御機能を集積化
©AAC Microtec
©AAC MicrotecLEON chipSPARC processor + multi IF
Remote Terminal Unit for CAN Bus
Motion Control chip for CAN Bus
34MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION PROPRIETARY INFORMATION ANY AND ALL UNAUTHORIZED REPRODUCTION OR DISCLOSURE STRICTLY PROHIBITED
部品レベルからの革新 高機能素子の活用Utilization of advanced functional LSI
マイクロ機器の分野はわが国の得意分野でありLSI技術と共に、MEMS機器の開発・活用は戦略的意義を有する
また、わが国においては“民生⇒宇宙“の流れに 沿った開発が有効であり、民生分野の先端素子のトレンド把握・活用が重要
衛星開発の簡素化・効率化につながるシステムLSI技術、MEMS技術を保有することが重要。戦略的な開発、軌道上実証による実用化を期待
The field of the micro equipment is front end filed in Japan. Development and the use of the LSI technology /MEMS equipments have a strategic meaning.
In Japan, development along the flow of “civil to space” is effective. For this reason, understanding of state-of-the-art technologies in the civil field are important.
It is important to have system LSI/MEMS technologies that leads to the simplification and the efficiency improvement of the satellite development. Strategic development and in-space demonstrations are expected.