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MEMSミラーを用いた超小型宇宙望遠鏡用1秒角指向制御装置の研究

基于MEMS镜的微型空间望远镜1角秒指向控制装置研究

基本信息

批准号：
21K14342
负责人：
藤田伸哉
金额：
$ 3万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14342/
关键词：
宇宙望遠鏡超小型衛星 MEMSミラー系外惑星姿勢制御

项目摘要

本研究の目的は、10kg級の超小型衛星でも指向精度1秒角が達成可能な宇宙望遠鏡を、MEMSミラーを使用して実現することにある。1年目の昨年度は、主にMEMSミラーのフィードバック制御を行うための光学系の設計と実験を主に実施した。研究提案時の概念的な光学系の設計状態から各部の検討を詳細化し、概念実証機に相応しく市場での調達が容易な光学素子を使用して光学実験台上に実験光学系を構築した。光学性能については改良の余地が残るものの、光路設計のコンセプトを満足する装置が構築した。一方で、世界的な半導体不足の影響からMEMSミラーを制御するための電子回路を構成するための部品が入手できなくなり、計画に遅れが生じた。続く本年度（2年目）では、入手できなくなった正規品の制御回路の代替となる回路の開発から着手し、複数回の試作を経てPCから制御することのできるMEMSミラー駆動回路が完成した。1年目に構築した光学実験台上の試験装置へと統合し、レーザー光源を利用したオープンループ状態での駆動実験を行い、実験には十分な約1秒角精度のMEMSミラー駆動能力があることを確認した。MEMSミラーの制御回路の開発と平行して、望遠鏡にて撮影した星像位置をリアルタイムに求めるための画像処理ソフトウェアを開発した。星像の明るさピークを検出する「大津法」を使用することでし、バックグラウンドの変化にロバストなアルゴリズムとした。実験室内に構築した暗室とスターシミュレータを利用し、サブピクセル単位かつ20Hzで星像位置を検出可能であることを確認した。

In this study, it is possible for the ultra-miniature satellite to point at an angle of 1 second for the purpose of this study, and the MEMS satellite is used to detect the accuracy of the cosmos. Last year, the main MEMS system was designed by the Department of Optics. The design of the Department of Optics at the time of the proposal is available in all departments, and it is easy to use optical elements on the platform of the optical system. There is room for the improvement of optical performance, and the optical path design equipment is designed to improve the performance of the equipment. On the one hand, there is a shortage of half-body in the world. In this case, the MEMS system controls the electrical circuit of the electronic system. The electrical circuit is used for the production of the parts, and the production is planned. In this year (2 years), we need to make sure that the standard control circuit is used instead of the control loop to start the operation, and the complex PC is used to ensure that the operation of the MEMS operation loop is completed. In one year, the system of the optical equipment on the optical platform is integrated, and the light source is used to make use of the monitoring system to monitor the status of the equipment, and the angular accuracy is about 1 second. The accuracy of the MEMS monitoring system is about 1 second. In the MEMS system, the control loop opens the parallel camera, the camera camera, the star image location, the star image, the portrait, the portrait, the image, the image. The star image shows that the Otsu method is used to make sure that you don't know what to do. In the room, the darkroom, the dark room, the darkroom, the darkroom, the dark room, the darkroom, the darkroom, the dark room, the dark room, the darkroom, the dark room, the dark room,

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

On-orbit Calibration of a Telescope Alignment for Earth Observation using Stars and QUEST

使用恒星和 QUEST 对地球观测望远镜进行在轨校准

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shinya Fujita;Yuji Sato;Toshinori Kuwahara;Yuji Sakamoto;Junichi Kurihara
通讯作者：
Junichi Kurihara

Lessons Learned from On-orbit Gyroscope Malfunction and Recovery Operation of Microsatellite RISESAT

微型卫星RISESAT在轨陀螺仪故障及恢复操作的经验教训

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shinya Fujita;Toshinori Kuwahara;Kazuki Kibune;Naoya Shiraishi;Yuji Sato;Yuji Sakamoto;Junichi Kurihara
通讯作者：
Junichi Kurihara

Development of Spin Stabilization Control System for the Cosmic Dust Observation CubeSat

宇宙尘埃观测立方体卫星自旋稳定控制系统的研制

DOI：
10.1109/sii52469.2022.9708909
发表时间：
2022
期刊：
Proceedings of 2022 IEEE/SCIE Symposium on System Integration
影响因子：
0
作者：
S. Fujita;R. Ishimaru;Y. Sakamoto;K. Maeda;O. Okudaira;Y. Yuji;T. Kuwahara;T. Matsui
通讯作者：
T. Matsui