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2025 NO.38

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日本人与宇宙

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为宇宙做出贡献的日本技术

日本的宇宙开发技术,为和平地利用宇宙空间做出了贡献,并在其持续发展的过程中,又进一步向太空垃圾及气候变化等全球规模的课题展开了挑战。

重量约为大型卫星十分之一的100kg级轻小型SAR卫星“StriX”。2020年下半年已建立30座SAR卫星星座(即向同一轨道发射多颗人造卫星并使之相互协调运作,以此使各个卫星同时进行广域的通信与观测的系统)。

通过小型卫星的分析数据
来解决气候变化等全球性问题

利用微波观测地面状况的SAR(Synthetic Aperture Radar :合成孔径雷达)卫星,因其在任何气候或时间条件下都能以高分辨率来观测广域状况,所以,近年来一直被用于对灾害规模的调查或对地基及气候变化的风险测量。

其中,Synspective Inc. 开发出了一种能低价批量生产小型SAR卫星的技术,这种卫星很轻,重量仅是以往大型卫星的约十分之一。如果其技术得到应用,那么,安装与大型卫星一样长的折叠式天线或1kW级的放大器,并通过出色的热控制功能来保持卫星所容许的温度范围,这样就能使卫星不易在轨道上发生故障。通过卫星星座(即向同一轨道发射多颗人造卫星,并使它们在相互协调运作的同时进行广域的通信与观测的系统)的构筑,努力建造能够准实时地对整个地球进行观测的系统。这一系统在日本国内取得为政府等提供有关地震或洪水的受灾数据的业绩后,将对海外诸多地基下沉的危害进行预测。该公司还进军亚洲与北美,计划为当地特有问题的解决发挥作用。

小型SAR卫星的观测影像CG。从卫星上传出并通过地面反射进行接收的微波可透过云层,从而在任何气候条件下以及无论白天黑夜都能获取数据。

Synspective Inc.的总经理(左)与哈萨克斯坦的代表交换有关小型SAR卫星用于应对灾害的备忘录。(三张照片均由©Synspective Inc.提供)

为清洁宇宙空间做技术上的准备

据说在地球的轨道上存在着1亿个以上已结束使命的人造卫星或火箭留下的碎片等太空垃圾,如果它们与卫星或宇宙空间站相撞,就会造成巨大的危害。Astroscale Inc. 正推动着一项世界上罕见的事业活动,即清除这些妨碍宇宙开发的碎片。2024年发射的卫星“ADRAS-J”安全地接近以秒速7~8㎞超高速移动的碎片。最初相距为数千公里,而现已成功将距离缩小到15米。该公司下一个目标是捕获对象碎片,以加速开发能清除全长11m左右的大型碎片的卫星“ADRAS-J2”。

接近碎片(右)并对其进行近距离观测的卫星“ADRAS-J”的影像CG

“ADRAS-J”开发时的场景(两张照片均由Astroscale Inc.提供)

带动亚洲的宇宙开发与人材建设

在位于日本北方大地的北海道大学,火箭等机械开发专业的工学部与卫星搭载用光学仪器开发专业的理学部以及对卫星及探测器的观测数据进行分析的理学部、农学部、水产学部的研究人员们携手合作,相互切磋,共同开展研究,由此而论,这是一个世界上较少见的大学。校内设有作为北海道大学综合革新创发机构的宇宙任务中心(Space Mission Center),该中心与企业及邻近大学开展合作,共同致力于各类宇宙项目研究,并不断地开发出面向小型人造卫星的发动机系统及50kg级的超小型卫星等的新技术。

自2015年起,宇宙任务中心开始与菲律宾共同开发菲律宾首个人造卫星,并为菲律宾宇宙厅(PhilSA)的启动创造了契机。同时,其开发事业还扩展到其他的东南亚国家,以北海道大学及东北大学为中心,设立了有亚洲九个国家参加的“Asian Microsatellite Consortium”(亚洲微卫星联盟),在日本的北方大地建立起了亚洲的宇宙开发网络基地。

北海道大学宇宙环境系统工学研究室开发的用于小型人造卫星的混合动力加速马达,它有助于将多个小型卫星同载于一枚火箭上进行发射并使各个卫星分别进入各自的目标轨道。(摄影:北海道大学宇宙环境系统工学研究室)

研究室汇集着来自东南亚各国的年轻人。(摄影:北海道大学、东北大学)