第9回宇宙太陽発電(SSPS)シンポジウムのご案内
宇宙太陽発電学会の会員の枠を超えて情報の共有と議論の場をつくり、宇宙太陽発電の実現、 及び無線電力伝送技術に係る研究の促進と知識の普及を図ることを目的として、 第9回宇宙太陽発電シンポジウムを金沢工業大学で開催いたします。皆様からの多くのご参加を心より歓迎いたします。
日時
令和5年12月21日（木）
招待講演 15:30 – 17:00 (1) 高野忠先生 [詳細下記]
17:15 – 懇親会（※申込は締め切りました）
令和5年12月22日(金)
招待講演 9:00 – 10:00 (2) 分島彰男先生 [詳細下記]
10:00 – 15:00(TBD) 一般講演
※12月21日14時からは総会が開催されます。こちらもぜひご参加ください。
場所
金沢工業大学 扇が丘キャンパス 12 号館4 階 イノベーションホール(リアルのみ)
［アクセス情報］
https://www.kanazawa-it.ac.jp/about_kit/access.html
https://www.kanazawa-it.ac.jp/about_kit/ogigaoka.html
上記URL のキャンパス案内図の ”O” の建物
協賛
(一社) ワイヤレス電力伝送実用化コンソーシアムWiPoT
発表者もしくは聴講者の参加方法
（参加申し込みは、締め切りました。）
学会のホームページから参加申し込みを行ってください。同時にSSPS学会の口座(ゆうちょ銀行のみ)に参加費を12月15日までに振り込みを行ってください。システム上当日のオンサイトおよび12月16日以降の登録/参加は不可です。
発表者も必ず参加申し込みを行い、参加費をお振込みください。
銀行名 ゆうちょ銀行
店名（店番） 〇九九（ゼロキュウキュウ）店
預金種目 当座
口座番号 ０３０６９６４
口座名称 宇宙太陽発電学会（ウチュウタイヨウハツデンガッカイ）
参加費
正会員および協賛学会会員 4,000円、学生会員 2,000円、非会員 6,000円
（会員以外の学生の参加費は、非会員と同額になります。）
(振込手数料はご負担ください。)
懇親会 一律 3,000円(現地払い)
懇親会
日時：12/21木 17:15 – 19:00 (初日終了後)
場所：金沢工業大学内の会食スペース
会費：3,000円 （当日に現金にてお支払いください。）
・立食形式
・ビール、ノン・アルコールの他、加賀の日本酒を軽く味わって頂きます。
・小腹を満たす程度の軽食。終了後は、お仲間と繁華街で一杯どうぞ。
その後は金沢市内で各自でお楽しみください。
お申し込みは12月12日までに、ssps_symposium@s-off.comへ直接お申し込みください。
招待講演
12/21(木) 15:30-17:00「夢の電源SSPS： その実現への道のりと課題」
高野忠 (JAXA・宇宙科学研究所 名誉教授、日本大学 上席研究員)
[Abstract]
宇宙太陽発電衛星システム（SSPS）は、素晴らしい夢の電源である。すなわち；
（１）化石燃料を使わない。従って温室効果ガスGHGを発生しない。
（２）３６５日２４時間発電できる（春分と秋分を除く）。
（３）エネルギー収支効率が、他の発電法に比べ高い（水力発電を除く）。
（４）地上太陽光発電より、発電能率が２０倍程度高い。
超大型宇宙構造物なので、廃棄方法に懸念が示されることがあるが、制御落下は既に経験がある。
その実現のため、これまでの道のりを振り返ることは、意味がある。様々な検討が行われてきて、いろいろなモデルが特定の課題を解決するため提案された。その結果、新たな課題も生まれてきた。全体を見通したシステム設計が、所望される所以である。今後の検討では、まずニーズ（電力会社など）の意向を尊重して、グランドデザインを緩やかに決めてから走るべきと思われる。
次にSSPS実現のため技術的検討に入るが、課題ごとに研究レベルかステム構築レベルかを、峻別する必要がある。この基礎研究とシステム構築では、仕事の中身が大きく異なる。それでは、具体的な検討課題は何か、ということはプロジェクトで検討すべきことである。
個人的見解として言うなら、次の項目であろう。
（１）アンテナ構成
（２）ビーム制御
（３）受電系
（４）システム全体の、寸法と重量
今はいくつかの重要技術の実証を行う時期であるが、どの課題をどのようにして実証するか？例えばJAXAの技術実証衛星「ひてん」は、スウィングバイ技術を実証したが、それが「はやぶさ」実現につながったのが好例である。ただし世間へのアピールのため、やらないよりやった方が良いという考えもある。いずれにしても夢の電源を実現するまでには、数次の実証実験が必要になる。
12/22(金) 9:00-10:00「GaN系Gated-anodeダイオードとその高周波化」
分島彰男 (名古屋工業大学・教授)
[Abstract]
AlGaN/GaN系HEMTのオーミック電極とゲート電極を接続して実現するGated-anodeダイオードは、GaNの優れた物性とHEMT構造による高い電子密度、高速電子走行によりマイクロ波帯大電力整流用ダイオードとして、高いポテンシャルを有する。本講演では、AlGaN/GaN系HEMTの基本構造、マイクロ波帯での整流特性に加えて、著者らのグループが目指す月面でのローバーへのマイクロ波WPTの実現に向けた諸検討と、そこでの使用を念頭としたGated-anodeダイオードの高周波化検討について紹介する。
プログラム
12月21日(木)
(14:00 – 15:00 SSPS 学会総会)
15:20 – 15:30
Opening 篠原真毅 (SSPS 学会理事長・京都大学)
15:30 – 17:00
招待講演「夢の電源SSPS： その実現への道のりと課題」
高野忠 (JAXA・宇宙科学研究所 名誉教授、日本大学 上席研究員)
17:15 – 懇親会 @ 金沢工業大学
12月22日(金)
9:00 – 10:00
招待講演「GaN 系Gated-anode ダイオードとその高周波化」
分島彰男 (名古屋工業大学・教授)
セッション「宇宙太陽発電所システム」
10:20 – 10:40
「宇宙太陽光発電所(SSPS)実現に向けた研究開発プロジェクトの状況」
〇伊地智幸一1、柳川祐輝1、北畠秀俊1、稲田仁美1、柳幸喜1、島崎真一1、鹿志村修1、田中孝治2
(1 一般財団法人宇宙システム開発利用推進機構、2 JAXA/ISAS)
[Abstract]
経済産業省/宇宙システム開発利用推進機は関係機関大学の協力のもと、1990年代より宇宙太陽光発電及び無線電力送電技術の開発に従事しており、現在2006年に設定したロードマップに従って要素技術開発(発送電一体パネル、RFアンプの高効率化、長距離送電)を進めている。さらに2022年度より、これまでに開発された技術をベースとし、月面におけるエネルギー関連技術開発（無線送電開発）を目的とし、2025年度を目途として地球低高度軌道からの長距離送電の実証を実施するプロジェクトが開始され、現在その基本設計/詳細設計を実施している。本講演においては現在進行中の要素技術開発及びそれを引き継いで開始された地球低高度軌道からの長距離送電の実証プロジェクトの開発状況について紹介する。
10:40 – 11:00
「太陽発電衛星における発送電一体型パネルの薄膜構造の形状変化の評価」
〇東川宗嗣1，金子美稀2，大西隆広2， 新井和吉1，田中孝治3
(1 法政大学、2 東京理科大学、3 JAXA/ISAS)
[abstract]
太陽発電衛星向けハイブリット構造となる発送電一体型構造における薄膜構造部分に関する試験を行った。その結果を報告する。太陽発電衛星は非常に巨大であるため、輸送コストの占める割合が多く、削減する必要がある。そこで我々は搭載機器を一部集約して軽量化を行うハイブリット構造を実現するため、研究を行なっている。また太陽発電衛星は太陽光照射条件が変化することで構造内に温度差が生じる。温度差が生じることによって熱応力が発生し、形状変化が生じる。そのためアンテナ面が湾曲し、送電効率が下がってしまう。そこで今回、ハイブリット構造の中でも大部分を占める薄膜構造に注目した熱真空試験を実施したので、それに関して報告を行う。
11:00 – 11:20
「SSPS ワークショップ活動報告」
〇橋本弘藏1，高野忠2，長山博幸3，藤野義之4，森治 5，宮崎康行 5
(1 京都大学，2 日本大学，3 三菱総研，4 東洋大学， 5 JAXA/ISAS)
[abstract]
前年に引き続き，SSPSのシステムを中心に検討を継続している。主たるテーマは，
１．宇宙系から提案されている編隊飛行モデルについて、電気系の検討
２．CALTECHの宇宙実証実験に関する情報収集と評価
３．日本の宇宙実証実験に関する情報収集と招待講演
11:20 – 11:40
「SSPS 研究開発の各国の動向について2023 年度版」
〇篠原真毅 (京都大学)
[abstract]
近年日本はもとより世界中で宇宙太陽発電の研究開発が活発化している。米国では2023年に入りCALTECが衛星実証実験を成功させ、欧州ではSOLARIS Projectが本格化し、2023年12月のCOP28でも宇宙太陽発電の紹介を行っている。UKでは宇宙太陽発電専門のベンチャー会社Space Powerが活動を活発化し、すべての電波応用に関する議論を行うWorld Radiocommunication Conference (WRC) 2023に26年ぶりに宇宙太陽発電に特化したQuestionをサウジ等と共同で提出した。本講演では世界各国の宇宙太陽発電研究に関する最新情報を報告する。
11:40 – 12:40 昼休み
セッション「衛星実証実験」
12:40 – 13:00
「超長距離無線送電のための宇宙実験に関するミッション検討」
〇稲田仁美1、伊地智幸一1、北畠秀俊1、柳幸喜1、鹿志村修1、藤野義之2、三谷友彦3、小嶋浩嗣3、栗田怜3、石川亮4、石村康生5、熊本篤志6、宮崎康行7、阿部琢美7、田中孝治7
(1 一般財団法人宇宙システム開発利用推進機構、2 東洋大学、3 京都大学、4 電気通信大学、5 早稲田大学、6 東北大学、7 JAXA/ISAS)
[abstract]
経済産業省/宇宙システム開発利用推進機構は、月面におけるエネルギー関連技術の開発（無線送電開発）を目的として、関係機関・大学の協力のもと、2022年度より地球低軌道の小型衛星を用いた「超小型衛星を用いた超精密ビーム制御の軌道上実験(OHISAMA)」プロジェクトを開始した。本講演では、本プロジェクトのメインミッションであるフェーズドアレイアンテナシステムを用いた遠距離ワイヤレス給電システムを中心に、ミッションプランの目的、開発状況を紹介する。
13:00 – 13:20
「電磁界シミュレーションを用いた無線送電実証衛星プロジェクト送電アンテナの検討」
〇三谷友彦1、松本康太郎1、田中孝治2 (1 京都大学、2 JAXA/ISAS)
[abstract]
月面有人探査に関する国際的なプロジェクトが現在進行している。月面での中長期的な有人活動の実現には、月面あるいは月周辺での電力確保と安定供給が必須である。送電方式に関しては、有線送電は電線の輸送コストがボトルネックとなる恐れがあり、電磁波ないし光を媒体とした無線送電が優位となる可能性がある。国内では月面上間あるいは月周回軌道から月面への無線送電伝送技術の利用可能性が現在検討されており、超長距離の無線送電技術の確立に向けたマイクロ波帯無線送電実証衛星を打ち上げることを目指している。本発表では、電磁界シミュレーションを用いた無線送電実証衛星プロジェクトの送電アンテナの検討状況について述べる。
13:20 – 13:40
「SPS 試験衛星のための地上計測解析手法」
〇藤野義之1、松永幸大1、高橋直人1、カク・イクカン1、田中孝治2
(1 東洋大学 2 JAXA/ISAS)
[abstract]
2025年に計画されているSPS実証試験衛星のための地上計測手法について概観する。衛星から送信されるビーム形状を正確に評価するための試験系とその構築状況について発表するとともに、またこの実証のもう一つの目的である、衛星からの電力伝送実験の準備状況について報告する。
13:40 – 14:00
「SPS 実証衛星送信パターンの地上測定における受信局配置と再構成方法」
〇カク・イクカン、オウ・テイゲン、藤野 義之 (東洋大学)
[abstract]
低軌道におけるSPS実証衛星のパターン測定においては、地上に複数の受信局を直線状に配置することで衛星の移動を使って2次元のパターンを測定する。測定したパターンは受信局の誤差等を除くため、2次元最小二乗法を用いてパターンの再構成を可能とした。アレーアンテナの第一サイドローブまでの2次元パターンの再構成のために、近似関数の検討を試み、方形アンテナのパターンを最小二乗法近似することができた。また、受信局の構成やビームの方向を変えて、測定誤差要因のない理想的な条件でシミュレーションを行いました。受信局の構成を変えることにより、２次元パターンが多少変化することがわかりますが、ピークゲインに関しては構成に関わらず理論値と大きな差がないという結果が得られました。
14:00 – 14:20
「軌道上での無線電力伝送実験のためのレクテナの基礎検討」
◯割貝直樹1、友田孝久2、近藤大将3、相馬央令子3、松友斗夢1、川合優美4、大西隆広5、大島正英1、田中孝治2
(1 公立諏訪東京理科大学、2JAXA/ISAS、3 JAXA、4 法政大学、5 東京理科大学)
[abstract]
宇宙太陽発電衛星は宇宙で太陽光発電した電気をマイクロ波に変換し、地上の受電基地であるレクテナに無線送電 する。その実証のため、我々は、軌道上での飛翔体間の無線送電実験を検討している。送電距離は、送電アンテナから数ｍ離れた距離から50m程度の距離を想定している。受電電力とレクテナの動作特性を評価するために、100W程度のマイクロ 波を放射できるフェーズドアレーアンテナを用いて、マイクロ波無線送電実験を行った。 ＲＦ受電特性、ＲＦＲＦ―ＤＣ変換特性、異なるアンテナ素子での比較等に関して報告する。
セッション「宇宙輸送・大型構造物」
14:40 – 15:00
「軽量展開型膜面レクテナの開発」
〇1 中村壮児，1 折居遼平，2 宮﨑康行2 (1 総合研究大学院大学 2 JAXA/ISAS)
[abstract]
月面での複数手段による電力確保の必要性から，無線電力伝送システムが注目されている．無線電力伝送システムは宇宙セグメントと地上セグメント（レクテナ）から構成される．これらはロケットによる輸送が前提となり，軽量性，収納性，大型化の容易さが要求される．筆者らは，軽量かつ高収納効率でモジュール化が可能な膜面展開宇宙構造物の研究に取り組んでおり，無線電力伝送システムへの適用を検討している．その一環として，無線電力伝送実証衛星「OHISAMA（On-orbit experiment of HIgh-precision beam control using small SAtellite for MicrowAve power）」にて，軽量展開型膜面レクテナを搭載し宇宙機間の無線電力伝送ミッションを実施予定である．本稿では宇宙機間送電のミッション概要，およびレクテナ開発の現状について説明する．
15:00 – 15:20
「Use of Argon propellant in a Hall thruster for mass transportatio」
〇 Jiwon Lee, Dibyesh, Komurasaki, Sekine, Koizumi (東京大学航空宇宙工学専攻)
(東京大学航空宇宙工学専攻)
[abstract]
Economic feasibility is critical for realizing Space Solar Power Systems (SSPS), with transportation costs to GEO being a substantial obstacle. Hall thrusters have grown more popular for use in space propulsion due to their exceptional versatility. Because the price of xenon propellant is growing rapidly with supply chain challenges, an alternate propellant like argon is essential. If the performance with argon can be made comparable to that of xenon, construction of SSPS can be made economically viable. This study assess the correlation between neutral gas temperature and propellant utilization efficiency to evaluate the prospectus of argon propellant Hall thruster.
セッション「無線電力伝送」
15:40 – 16:00
「ミリ波帯整流器の検討」
〇伊東健治 1 坂井尚貴１ 分島彰男 2
(1 金沢工業大学、2 名古屋工業大学)
[abstract]
現在，金沢工大ではミリ波帯，準ミリ波帯における大電力伝送に用いるレクテナの研究・開発を行っている．その知見をもとに，ミリ波領域での整流器の整流効率を検討するとともに，ミリ波で用いる整流用素子への要求性能について論じる．
16:00 – 16:20
「100Wクラス無線送電システムにおけるビーム制御精度に関する基礎実験」
〇松友斗夢1 田中孝治2 友田孝久3 割貝直樹1 大島政英1 近藤大将3 相馬央令子3
(1 公立諏訪東京理科大学、2 JAXA/ISAS、3 JAXA)
[abstract]
我々は、100Wクラスの無線送電システムの開発を行っており、そのシステムを使用して、ビーム制御精度を評価する基礎実験を実施した。ビーム制御には、ソフトウェアレトロディレクティブ法を用いて、方向探知には位相モノパルス法を採用した。パイロット信号の受信条件を変えて、方向探知誤差およびビーム制御誤差の評価を行った。また、移動体への追尾を想定したビーム制御機能に関する機能確認を実施した。それら実験結果に関して報告する
16:20 – 16:40
「欧州CubeSAT を用いた衛星実証に関するマイクロ波送電に関するフィージビリテスタディ」
〇大西大知1、楊波1、鈴木健斗1、篠原真毅1、Matteo Madi 2 (1 京都大学、2 Sirin Orbital)
[abstract]
European Space Agencyが進める宇宙太陽発電の研究開発プロジェクトSOLARISの一環として、京都大学とスイスのSirin Orbital社はCubeSATを用いた小型衛星実証実験のフィージビリティスタディを行っている。衛星実証実験の効果を最大がするために、CubeSATの大きさ、個数、衛星間距離等の最適値を検討するためのマイクロ波ビームに関するシミュレーションを行い、さらにマイクロ波送電になじみのない他のESAのチームが簡単に利用できるような入力インターフェースの開発を行った。これらの成果について速報する。
16:40 – 16:50
Closing 田中孝治 (SSPS 学会副理事長・JAXA/ISAS)
発表論文の投稿について
シンポジウム終了後に講演論文集を発行します。
本会論文誌「宇宙太陽発電」https://www.jstage.jst.go.jp/browse/sspss/-char/jaにて公開され、各論文にDOI(Digital Object Identifier)が付与されます。
詳細は後日ご連絡しますが、提出締め切りは令和6年1月26日(金)(仮)を予定しています。完成度の高い研究はオリジナル論文（査読論文）として投稿をされることを推奨しています(投稿・掲載費無料）。講演後に論文の作成をお忘れなきようよろしくお願いします。