きく6号

技術試験衛星VI型「きく6号(ETS-VI)」
所属	NASDA, CRL, NTT
主製造業者	東芝
公式ページ	技術試験衛星VI型「きく6号(ETS-VI)」
国際標識番号	1994-056A
カタログ番号	23230
状態	運用終了
目的	2t級静止3軸衛星バス技術の確立 高度衛星通信技術の実証
設計寿命	3年（ミッション機器） 10年（バス機器）
打上げ場所	種子島宇宙センター大崎射場吉信射点
打上げ機	H-IIロケット試験2号機
打上げ日時	1994年8月28日16:50
運用終了日	1996年7月9日
物理的特長
本体寸法	3 m × 2 m × 2.8 m
最大寸法	30 m × 9.3 m × 7.8 m （太陽電池パドル及びアンテナ展開時）
質量	3.8 t（打ち上げ時） 2 t（静止軌道上初期）
発生電力	4.1 kW 以上
主な推進器	2kN二液式アポジエンジン 50N一液式ヒドラジンスラスタ×4 1N一液式ヒドラジンスラスタ×16 イオンエンジンXIES×4
姿勢制御方式	3軸姿勢制御 （ゼロモーメンタム方式）
軌道要素
周回対象	地球
軌道	静止軌道（予定） 準回帰軌道
静止経度	東経153.8度（予定）
高度 (h)	約36,000km（予定）
近点高度 (hp)	8,562.4km
遠点高度 (ha)	38,681.9km
軌道半長径 (a)	30,000.3
離心率 (e)	0.50199
軌道傾斜角 (i)	13.145度
軌道周期 (P)	861.9分
回帰日数	3日
搭載機器
LEM	打上環境測定装置
TEDA	技術データ取得装置
NiH2	ニッケル水素バッテリ搭載実験装置
EHT	電熱式ヒドラジンスラスタ搭載実験装置
ACSE	姿勢制御系搭載実験装置
FMC	固定通信及び移動体通信用実験装置
SIC	Sバンド衛星間通信用機器
KSA	Kaバンド衛星間通信機器
OCE	Oバンド通信用機器
LCE	光通信基礎実験装置

きく6号（英語: Engineering Test Satellite - VI、ETS-VI）は宇宙開発事業団 (NASDA) が打ち上げた人工衛星（技術試験衛星）である。

目的

2トン級静止三軸姿勢制御型実用衛星の技術基盤の確立、将来の実用大型衛星で必要となる各種バス系技術の軌道上実験、将来の高度情報化社会や宇宙活動のための固定通信及び移動体通信技術や衛星間通信技術の開発及び軌道上実験、H-IIロケットの性能確認を目的としていた。

開発

1982年初頭、日本電信電話(NTT)がISDN戦略の下で進めていたINSS構想をはじめとし、2t級静止衛星の需要が高まっていた。これを受け、2t級静止衛星技術の確立と、後に日米衛星調達合意によってかけはし(COMETS)とN-STARに分割されることとなった実験用静止通信衛星4号(CS-4)で用いる衛星通信技術の実証実験、その他将来必要となる高度な衛星通信技術の実証実験を目的として考案されたのが技術試験衛星VI型「きく6号(ETS-VI)」である。

開発は1986年に開始された。当初は1992年の打ち上げを予定していたが、H-IIロケットの開発遅延によって2年延期された。

運用

打ち上げ

地上系の問題による固体ロケットブースターの点火失敗のため延期された。その後、1994年（平成6年）8月28日にH-IIロケット2号機で種子島宇宙センターから打ち上げられ、所定の軌道に投入された。

初期運用

当初は第2遠地点でアポジエンジン噴射を行う予定だったが、太陽センサ系の出力信号に変動が見られた。その信号変動の原因究明のため、第4遠地点で噴射するように計画が変更された。その後、第4周回までに太陽センサ系の信号変動の原因は特定され、出力も正常値へ復帰した。計画どおり第4遠地点で第1回目のアポジエンジン噴射を行ったが、発生推力が計画の10%に止まったことから異常と判断され、8分後に地上からのコマンドによって噴射を停止、原因究明を開始した。原因は推薬弁のピストンの摺動不良だと推定され、第7遠地点で改めてアポジエンジン噴射を試みることとなった。しかし、第7遠地点でのアポジエンジン噴射でも前回と同様に10%の推力しか得られなかった。その後2回,3回と噴射と停止を繰り返したが、3回目にして停止が不可能となり、低推力の燃焼が継続した。この段階で静止軌道への投入は断念され、できるだけ近地点高度を上げる方向へエンジンを向けるために姿勢の変更等が行われた。その後、酸化剤が枯渇したために燃焼が停止した。これを受けてアポジ推進系の分離が行われた。第12周回において太陽電池パドル及びアンテナの展開を確認が行われ、静止軌道用の太陽指向クルージングモードを確立し、搭載機器のヘルスチェックや一部のバス系実験機器の実験を開始した。

しかし、静止軌道用の制御プログラムでは投入された楕円軌道での電力確保には限界があり、また通信実験に必要な全周に渡る地球指向姿勢の確保も不可能であった。このため、急遽楕円軌道用に新たな制御プログラムを設計・製作し、地上検証を行った上で衛星にアップロードし、この問題を解決した。アポジ推進系分離時には近地点高度7,800km、遠地点高度38,600kmの軌道であったが、当初予定していた実験を最大限行うためにはこの軌道では不適であり、安定した通信実験を行うために回帰性をもつ軌道が要求された。また、機器の劣化を防ぐためヴァン・アレン帯内に位置する近地点の高度をできるだけ引き上げる必要もあった。これらの条件から近地点高度8,600km、回帰日数3日の軌道が決定され、1994年11月の1ヶ月間、遠地点において姿勢制御スラスタを1回30分から40分間連続噴射させる軌道制御が21回にわけ実施された。

また、静止軌道から近地点をヴァン・アレン帯内にもつ準回帰軌道への変更されたことによって放射線による被曝量が大幅に増大した。この被曝量は従来の機器劣化予測データベースの範囲を超えるものであり、機器の劣化予測は非常に困難なものとなった。このため、日本原子力研究所の協力のもと太陽電池に対する放射線評価試験を急遽実施し、この結果を劣化予測に反映、発生電力を予測し以後の運用計画を策定した。

定常運用

軌道の変更に伴う各種対策の後、1994年12月15日から定常運用へ移行した。

バス系の実験としては技術データ取得装置(TEDA)による宇宙環境測定、ニッケル・水素充電池の宇宙実証実験、日本初となる電熱式ヒドラジンスラスタの軌道上実験が行われた。また、姿勢制御実験として、衛星の大型化によって柔軟化する構造のパラメータ同定技術や柔構造制御技術を確立する柔構造付着物実験、ソーラーセイルによって太陽光圧を利用して姿勢外乱を制御する外乱推定制御実験、アンテナの駆動情報からフィードフォワード制御によって高精度な姿勢制御を行う実験が行われた。

通信実験は軌道の特性から3日毎に行われ、地上の模擬衛星局やアメリカ航空宇宙局(NASA)のUARSとの衛星間通信実験をはじめとし、Sバンド・Kaバンド・Oバンドの通信・伝搬実験、世界に先駆けた衛星-地上局間の光通信実験等が行われた。

定常運用は太陽電池発生電力の1年半の間とされ、翌1995年1月12日に終了した。

後期運用

定常運用に引き続き発生電力の許す限りにおいて各種実験を行ったが、7月5日の可視において信号が断続的にしか受信できない状態となった。受信されたテレメトリから電力異常、姿勢異常、温度低下の発生が確認された。異常状態の回復のため電源バスラインの再構築、太陽電池パドルの駆動、太陽指向姿勢への移行等の措置がとられたが、状況は改善されず、不可視のまま食に入った。食明け後の可視で衛星からの信号を受信することはできず、確実に停波するため7月9日の可視において停波コマンドを送信し、運用を終了した。

成果

当初予定していた全ての通信試験を計画通りに実施することはできなかったものの、多くの通信実験は実施され、その成果はかけはし、きらり(OICETS)、きく8号(ETS-VIII)、N-STAR等に引き継がれた。TEDAによる放射線測定ではヴァン・アレン帯外帯における放射線強度の変動という新知見の発見を行なった。

関連項目

• 日本の宇宙開発
• きく (人工衛星)
• かけはし

外部リンク

• 技術試験衛星VI型「きく6号(ETS-VI)」(JAXA)
• きく6号 （JAXA宇宙情報センター） - ウェイバックマシン（2010年5月16日アーカイブ分）
• 宇宙航空研究開発機構資料編