つばめ（衛星）

TSUBAMEは、 2004年に学生の設計コンセプトに基づいて東京工業大学と東京理科大学が開発したマイクロサテライトです。^{[ 1 ]}この衛星は、高速姿勢制御、ガンマ線バーストの観測、地球観測のための新しい技術を実証するために設計されました。 ^{[ 2 ]} TSUBAMEという名前は日本語で「素早い」という意味で、実験的な姿勢制御システムと、2004年にTSUBAMEの最初の設計コンセプトが発表された直後に打ち上げられた別のガンマ線観測衛星であるSwift Gamma-Ray Burst Mission ^{[ 3 ]}を連想させるため、選ばれました。^{[ 4 ]}

TSUBAMEは、2014年11月6日にヤスニー宇宙基地からドニエプルロケットで他の4つの衛星とともに打ち上げられた。^{[ 5 ]} 高度500kmの太陽同期軌道に投入された。打ち上げから1週間後、通信機器に問題が報告され、3ヶ月の復旧作業の後、衛星との通信が途絶えた。^{[ 1 ]}

TSUBAMEミッションには、工学的目標と科学的目標の両方が含まれていました。主な工学的目標は、宇宙機の姿勢を迅速に変更するための新しい小型制御モーメントジャイロスコープの実証と、小型で解像度14メートルの光学カメラの実証でした。これらの工学的目標に加えて、ミッションには、硬X線の偏光測定を使用してガンマ線バーストなどの一時的な高エネルギー現象を観測するという、主に科学的な目標も含まれていました。^{[ 6 ] [ 7 ]}ミッションの初期コンセプトには、テザーフォーメーション制御実験も含まれていましたが^{[ 6 ]}、この目標は最終設計から削除されたようです。

東京工業大学の松永宇宙システム研究室は、TSUBAME以前にも、2003年のCUTE-1 、 2006年のCUTE-1.7 + APD 、 2007年のCUTE-1.7 + APD IIなど、学生が設計した衛星を複数打ち上げていた。 ^{[ 6 ]} TSUBAMEミッションの最初の設計コンセプトは、2004年の学生衛星設計コンテストに応募され、グランプリを受賞した。^{[ 8 ]} TSUBAMEは、 ASNARO 1に相乗りして打ち上げられた4つの小型衛星のうちの1つだった。このミッションは、2014年11月6日にヤスニー宇宙基地からドニエプルロケットで打ち上げられた。^{[ 5 ]} 高度500kmの太陽同期軌道に投入された。^{[ 1 ]}

当初、ツバメのミッションは1年間続く予定だった。ハードウェアを起動し、重要な機能をチェックするチェックインフェーズの初期結果は良好だったが、打ち上げから1週間後にRFコマンド受信機（FM放送帯域）に問題が観測された。その後、衛星の回転速度、Sバンド通信、GPS受信機、バッテリーの電圧と温度に問題が発生した。打ち上げから約3か月後、連続波送受信機の故障によりすべての通信が途絶えた。衛星との通信のその後の分析と実験室での再現により、最終的な通信途絶とその他の問題の一部はDC-DCコンバータの故障が原因だったことが明らかになった。故障分析では、他にもいくつかの問題と設計上の欠陥が明らかになった。^{[ 1 ]}

衛星バスは、金属パネルの内部構造と炭素繊維強化ポリマー格子で覆われた外部から組み立てられた、 45 cm × 45 cm × 56 cm (1.48フィート × 1.48フィート × 1.84フィート)の直方体であった。宇宙船の質量は約49 kg (108ポンド)であった。^{[ 7 ]}            

TSUBAMEで実証された小型制御モーメントジャイロスコープはそれぞれ、同期モーターで駆動される回転フライホイールと、ジンバルを制御する単一のステッピングモーターを備えていた。これらの制御モーメントジャイロはピラミッド状に配置されていた。フライホイールの直径は7.35cm、重量は1kgであった。制御モーメントジャイロに加えて、姿勢制御にはマグネトトルカーも使用された。 ^{[ 3 ]}ナビゲーションと姿勢決定には、6つの太陽センサー、3方向磁力計、3つのMEMSジャイロスコープ、2つのスタートラッカーを含む多数のセンサーが使用された。フィールドプログラマブルゲートアレイには、姿勢決定および制御システムのソフトウェアが含まれていた。^{[ 9 ]}  

ツバメは、地上で利用可能な無線機器の制約に対処するため、複数の通信システムを備えていた。東京工業大学宇宙システム研究所が開発した他の衛星と同様に、ツバメには大学の地上局と通信できるFM帯受信機と超高周波送信機が搭載されていた。UHF送信機は展開後も継続的に送信し、アマチュア無線家が衛星の追跡を支援できるようにした。ツバメが生成すると予想されるデータ量（数十メガバイト程度）は無線送信機では迅速に送信できなかったため、S帯アンテナが大学にすぐには利用できなかったにもかかわらず、追加のS帯トランシーバーも搭載された。福井工業大学が打ち上げ後に10mパラボラアンテナの使用を許可してくれることを期待していた。ツバメのアンテナの設計不良が、軌道上で発生した多くの故障の原因である可能性が高いことが判明した。最初に観測された通信問題は、太陽電池パネルから反射された電波の干渉によるものと考えられた。その後の故障は、通信システムに電力を供給するDC-DCコンバータの故障に起因するものとされた。^{[ 1 ]}