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実験概要

圧力、加速度(3軸)、角速度(3軸)、地磁気に対する傾き(3軸)を測定し、内部ROMに書き込む.
地上局には、TNCの性能が7チャネルであるため、ジャイロ3軸、地磁気センサ3軸および圧力センサの測定値を送信する.
打上時の正確な加速度を得るため、サンプリング・レートを高めにとる.
昨年の経験より、打ち上げに時間がかかる場合を考え、キャリア放出までは上書きを繰り返しておく.


実験目的

1.打ち上げ時の打ち上げ方向1軸加速度センサデータを50Hzでとる. 放出後はすべてのセンサについて5Hzでサンプリング.
2.加速度センサによる加速度データから高度を求め、圧力センサによる圧力データ(高度データに変換可能)から得られる高度と比較する.
3.ジャイロデータから得られる角速度データから,姿勢角を求め,これと地磁気センサから得られる姿勢角データと比較する.
4.高速通信


実験の意義・位置づけ


小型衛星の姿勢情報取得に関する基礎実験
加速度、姿勢角などから、小型衛星の運動を解析し、今後の小型衛星開発に必要なデータを取得する.
内部構造を簡素化することで、今後の小型衛星に役立つ構造を研究する.


CANSAT 2 "AQUARIUS" 主要緒元

形状 直径66mm X 高さ123mm 缶サイズ(350ml)
構体材質 A6063,A5052
重量 全体 367.7g
7.6g
構体 114.8g
通信機 32.1g
圧力センサ系基板 17.9g
ジャイロスコープ系基板 17.0g
MRセンサー系基板 14.0g
加速度センサ系基板 14.0g
OBC系基板 19.6g
メモリ系基板 18.9g
TNC系基板 21.6g
電池(CR-P2) 37.5g(1個)
アンテナ 15.2g
搭載センサ 圧力センサ,加速度センサ(3軸),
ジャイロスコープ(3軸),地磁気センサー(3軸)
搭載MPU PIC16F877
搭載メモリ 24LC256 Serial EEPROM 256kbit
消費電流 約1A(max)
搭載電源 6.0V 2600mAh(Panasonic CR-P2 2個)
通信方式 パケット通信(東工大無線研オリジナルプロトコル)
通信速度 1200bps
通信出力 300mW (Standard C501)
通信周波数 145.8MHz
打ち上げロケット アマチュアロケット
打ち上げ場所 アメリカ合衆国 ネバダ州 ブラックロック砂漠
打ち上げ日 2000年7月28日



CANSAT 2 "AQUARIUS" 外観







CANSAT 2 "AQUARIUS" System Block Diagram







CANSAT 2 "AQUARIUS" Experimental Sequence

ロケット搭載前にCANSAT 2背面のメインスイッチを入れる.(*写真1)
メインスイッチを入れることで,加速度センサが50Hzの高サンプリングレートで記録を開始.
この間,加速度センサーデータをメモリに上書きを繰り返すため,ロケット搭載から打ち上
げ時間まで 時間が掛かっても対応できる.

ロケット打ち上げ


CANSAT 2キャリアから放出
キャリアからCANSAT 2が放出されると,マイクロスイッチ(*写真2)が解放され,約30秒後に
上書きを繰り返していたデータ記録を違うメモリに移行し,サンプリングレートを5Hzに変える.

ジャイロスコープ,地磁気センサ,圧力センサのデータ取得を開始し,地上局にも送信
サンプリングレートが5Hzに変化したところで,加速度以外のセンサのデータ取得を開始する.
また,各センサデータをエラー訂正符号を含んだオリジナルプロトコルによるTNCで地上局に
高速送信する.

着陸,ミッション終了(CANSAT 2を回収)
回収後メインスイッチを切り,メモリ記録,地上局送信を停止させる.
写真1
(メインスイッチ)
写真2
(キャリア放出検出用マイクロスイッチ)





CANSAT 2 "AQUARIUS" System Success Level

Success Level 1
全センサの測定値をメモリに書き込む.

Success Level 2
全センサの測定値をメモリに書き込み,一部を地上局に送信する.

Success Level 3
全センサの測定値をメモリに書き込み,一部を地上局に送信する.また、缶を回収しメモリデータを読み込み解析する.



CANSAT 2 "AQUARIUS" Characteristic

各センサ,OBC,メモリ,TNCを円形基板状にして層状に組み立てる事により,集積度を上げ,組み立て・分解が容易になるように設計(*写真3)

各センサの動作状況を汲み上げた後から確認できるように,缶の底にテスト用のソケットを搭載(*写真4)

打ち上げ上昇時の振動で,一瞬マイクロスイッチが切れたとしてもモードが切り替わらないように大容量のコンデンサ(0.22F)を搭載(*写真2)

写真3
(層状構造)
写真4
(テスト用ソケット)




For More Information

SRTL Director
Prof. Saburo MATUNAGA Matunaga.Saburo@horse.mes.titech.ac.jp


SRTL ARLISS 2000 CANSAT TEAM Student Director
Koji NAKAYA koji@horse.mes.titech.ac.jp


CANSAT 2 "AQUAIRIUS" Project Manager
Hideto OKADA eightok@horse.mes.titech.ac.jp


CANSAT 2 "AQUARIUS" Project Member
Hideto OKADA eightok@horse.mes.titech.ac.jp
Masafumi IAI miai@mes.titech.ac.jp
Naoki MIYASHITA miyashita@horse.mes.titech.ac.jp


Tokyo Institute of Technology SRTL Web site
http://horse.mes.titech.ac.jp/srtl


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Tokyo Institute of Technology
Space Robotics and Teleoperations Laboratory (SRTL)
ARLISS 2000 CANSAT TEAM