趣味の宇宙開発！宇宙から音楽を届ける超小型人工衛星の製作

趣味の宇宙開発！ ～宇宙から音楽を届ける超小型人工衛星の製作～ 2025.08.09 H.Sugiyama www.rymansat.com 1

本日の内容 本講演は撮影・スクショ・SNS拡散OKです ただし、SNSでお使いいただく場合は引用元 明示のためスライドの１ページ全体を使用 いただくようお願いいたします ハッシュタグは #趣味は宇宙開発 ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 2 エレキ万博2025

本日の内容 1.リーマンサット・プロジェクトとは 2.RSP-03の紹介 ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 3 エレキ万博2025

リーマンサット・プロジェクトの活動内容 【宇宙機の開発】 【宇宙ポストの展開】 ・ 超小型人工衛星 (CubeSat) 手書きのお願いごとを集め 初心者大歓迎の宇宙開発コ て人工衛星で宇宙に届け、 ミュニティ。世代も業績も 流れ星にするプロジェクト 違うメンバーが集まること で、様々な意見を交わして います。 ・ 探査ローバー ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 5 【サードプレイスの構築】 エレキ万博2025

宇宙機の開発 宇宙機の開発 超小型人工衛星 超小型人工衛星 RSP-01 RSP-02 RSP-03 ZIPANGU 打上げ:2018/9/23 放出 :2018/10/6 大気圏 再突入:2021/3/14 打上げ:2021/2/21 放出 :2021/3/14 大気圏 再突入:2022/6/10 開発中 2025年 8月21日 打ち上げ予定 開発中 RSP-00 ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 超小型人工衛星 6 超小型人工衛星 探査ローバー エレキ万博2025

開発ロードマップ 2016 2017 2018 キックオフ RSP-00 2019 2020 2021 2022 2023 2024年度 2025年度 大気圏突入 打ち上げ 開発 運用 キックオフ 打ち上げ 大気圏突入 RSP-01 “Selfie-sh” 開発 運用 キックオフ 開発 RSP-02 打ち上げ 予定 キックオフ RSP-03 開発 “ハモるん” 運用 キックオフ ローバー (ZIPANGU) ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. ZIPA NGU 00 ZIPA NGU 01 7 ZIPA NGU 02 ZIPA NGU 02-改 ZIPAN GU 02-改2 ZIPANGU 03 月面 仕様 エレキ万博2025

本日の内容 1.リーマンサット・プロジェクトとは 2.RSP-03の紹介 ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 8 エレキ万博2025

RSP-03とはどんな衛星？ 9 → 2025年8月21日 打ち上げ予定 ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 9 エレキ万博2025

RSP-03とはどんな衛星？ 作曲したデータを無線で 地球に届ける！ 星座と衛星の状態 をもとにAI作曲 発見した 星座を撮影 ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 10 エレキ万博2025

RSP-03のメインミッション ミッションコンセプトは 「星のシンフォニー (Stellar Symphony)」 メインミッションはAI作曲 捕捉した星座とHKデータを基に衛星内でAIが曲を生成 M系OBC Raspberry Pi Zero カメラ 星座判定 HKデータ モチーフ生成 MIDI ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. (AI作曲) 11 エレキ万博2025

RSP-03のサブミッション 趣味だからできるミッションが他にもいろいろ 3軸姿勢制御実証 ・スタートラッカ、9軸IMUによる 姿勢推定 ・ 3軸リアクションホイール、 3軸 磁気トルカによる 姿勢制御 デジトーカー運用 ・AIが生成した曲をBGMにして 音声メッセージをアナログFMで送信 宇宙ポスト活動 ・これまでのお届け実績 23,461通 RSP-00 (6,394通) RSP-01 (17,067通) ・RSP-03 では 51,689通 を搭載し 宇宙へお届け予定 パケット通信高速化・エラー耐性強化 ・AFSK (1.2 kbps)、GMSK (9.6 kbps) に加えて OQPSK (24 kbps)、 4FSK (24 kbps) を搭載 ・誤り訂正符号 (LDPC) の導入 ・音楽データ、画像データの ダウンロードを高速・安定化 ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. SSTV運用 ・静止画像を可聴周波数帯域信号に 変換してアナログFMで送信 ・対応モード : PD120, ROBOT36C SSTV 12 アマチュア無線家向けパケット応答運 用 (鋭意検討中) エレキ万博2025

開発チーム体制 エレキ系のスコープ 系横断の検討グループ ソフト系エンジニアグループ(S) エレキ系エンジニアグループ(E) メカ系エンジニアグループ(M) 電源系(P系)…電力収支の検討 熱構造系(H系)…打ち上げ時の振動に耐える構造設計 姿勢制御系(A系)…3軸姿勢制御 ミッション系…衛星ミッション＆作曲システム開発 通信系(T系)…衛星の通信システム設計 C&DH系(C系)…バスシステム全体を制御する PMチーム(PM)…チーム統括 外部公開系(X系)...プロジェクトの外部広報 地上局系(G系)…衛星と通信するシステム構築 03サイトグループ(W)...独自Webサイトの制作・運用 デザイン系(D系)...筐体のデザインなど ファンディング系(F系)...プロジェクトの資金調達 ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 13 エレキ万博2025

開発スタイル ・普段はオンライン (Zoom,Discord) ・集まるときはメンバー所有の 工場へ リーマンサットの備品（個人所有） 3Dプリンタ レーザーカッター 小型CNCフライス 半田ごて オシロスコープ テスター 3Dデジタイザー 自作リフロー 真空チャンバー 恒温槽（-40～+120℃） ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 14 エレキ万博2025

開発の様子 ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 15 エレキ万博2025

本業と趣味の両立 平日 ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 土曜 日曜 16 エレキ万博2025

RSP-03の中身 Al5052材 衛星筐体 バッテリ 電源基板 リアクション ホイール 通信機＆制御基板 ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 磁気トルカ カメラ 姿勢制御基板 17 エレキ万博2025

搭載無線機主要諸元 通信回線はアマチュア無線430MHz帯, ダウンリンク7運用モード, アップリンク2運用モード 大項目 小項目 諸元 アップリンク受信部 周波数範囲 435.000 ～ 438.000 MHz 電波型式 (運用モード) コマンドデータ 15K0F1D (GMSK 9.6 kbps) 15K0F2D (AFSK 1.2 kbps) ダウンリンク送信部 コールサイン JS1YOY 周波数範囲 435.000 ～ 438.000 MHz (運用周波数 437.050 MHz) 40K0G1D (OQPSK 24 kbps) 29.5 dBm 40K0F1D (4FSK 24 kbps) 29.5 dBm 15K0F1D (GMSK 9.6 kbps) 26.0 dBm 15K0F2D (AFSK 1.2 kbps) 26.0 dBm 15K0F3E (デジトーカ) 26.0 dBm 15K0F3F (SSTV) 26.0 dBm 500HA1A (CW 20 WPM) 20.0 dBm 電波型式 (運用モード) 送信電力 テレメトリーデータ アナログ信号 アップリンク・ダウンリンク共通 ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. コマンド・テレメトリーデータ通信プロトコル 18 AX.25, CCSDS エレキ万博2025

搭載無線機主要諸元 アップリンク 430MHz帯 ダウンリンク(アナログ) 430MHz帯 コマンド送信 ・AFSK 1200bps もしくは GMSK 9600bps ・AX.25及びCCSDSプロトコルに対応 ダウンリンク(デジタル) 430MHz帯 アナログデータ ・DigiTarker(FM) ・SSTV(FM) ・CW デジタルデータ ・AFSK(1200bps),GMSK(9600bps),4FSK(24000bps),OQPSK(24000bps) ・AX.25及びCCSDSプロトコルに対応 ・衛星での作曲データのダウンロード ・衛星が撮影した星画像のダウンロード ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 19 エレキ万博2025

コマンド＆データ処理系/通信系基板 C&DH + 無線機2台, 基板外形 W94 x D90 x H11.3mm (96cc シールド含む) サブ 無線機 94mm B面 90mm A面 サブ T-OBC C&DH -OBC メイン T-OBC メイン 無線機 ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 20 エレキ万博2025

RFデバイス基板レイアウト 無線機のRF部基板実装領域 (シールドケース内寸) 64 x 23mm 64mm 受動デバイス (LCR) は主に 1005サイズチップを使用 PA電流 センサ 終段パワーアンプ GRF5504 LNA MAX2634 RX-BPF2 ATT TCXO 23mm TX-LPF PA用 電源 メイン無線機 シールドケース内を拡大 ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. RFスイッチ PE42359 x 2 RX-BPF1 21 トランシーバIC ADF7021-N エレキ万博2025

無線機構成：ブロック図 3つのRFキーデバイス (ADF7021-N, MAX2634, GRF5504) + STM32マイコン 市販集積デバイスの活用により使用部品点数を削減し、基板実装面積を低減 メイン無線機 VCO インダクタ イメージ除去 フィルタ 3.3V_M 3.3V電源 ADM7172 M_PA_4.5V 4.5V電源 ADM7172 FM_MOD_M 5.0V_M ループ PA_4.5V_M 3.3V_M 3.3V_M サーミスタ 電流センサ MAX4372 温度検出 PA_ CURRENT_M フィルタ 3.3V_M トランシーバIC ADF7021-N 基準発振 PA_TEMP_M 位相比較 終段パワーアンプ GRF5504 3.3V_MS 435.00 ~ 438.00 MHz 14dB ATT 出力 Σ⊿ 分数分周 PA_BIAS_M RFスイッチ PE42359 3.3V_M RXBPF1 LNA MAX2634 RXBPF2 TRX_SW_M 50Ω 終端 整数分周 分周 IFフィルタ TXLPF RFスイッチ PE42359 1/2 24.576MHz VC-TCXO IQXT-316-7 LNA_EN_M ベースバンド フィルタ FSK 変調制御 FSK 復調 3.3V_M PA LDO_EN_M 1/K 1/2 3.3V_M メインアンテナ 3.3V_M TRX DATA Tx/Rx 制御 CLK DATA 同期 通信系OBC STM32U575CI SPI PA_CURRENT_M PA_TEMP_M FM_MOD_M PA_BIAS_M ADF7021_EN_M LNA_EN_M PA_LDO_EN_M TRX_SW_M TRX_SW_M ADC UART DAC GPIO TRX_SW_S ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 22 エレキ万博2025 To C&DH OBC

受信回路設計 受信フロントエンド部回路図 PE42359 PE42359 RFSW 1 RFSW 2 【受信ブロック】 RX-BPF1, 2 LNA MAX2634 RXBPF1 LNA RXBPF2 ADF7021 -N : 受信帯域外信号の侵入抑制 : トータルNFを改善し受信感度アップ 【送受共通ブロック】 RFSW1 : サブ無線機送信時に混入する送信波を終端 RFSW2 : 送受信号経路を切替 ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 23 エレキ万博2025

受信回路設計 PE42359 PE42359 RFSW 1 RFSW 2 RX-BPF1 MAX2634 RXBPF1 RXBPF2 LNA ADF7021 -N ・ サイズ・性能よりもコストを優先し、SAWではなくLCフィルタを採用 (2ポール共振器容量結合型BPF) 0 ・ RX-BPF1とRX-BPF2は同一回路 -2.8 dB 3 dB -5 ・ 通過ロス 2.8dB ゲイン [dB] -10 ・ 3dB帯域幅 78MHz S11 -15 -20 L12 5.6n L13 3.9n C43 12p C42 2p C39 12p L10 3.9n L9 5.6n -25 78 MHz 387 MHz -30 300 320 340 360 380 400 420 440 460 周波数 [MHz] S21 ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 24 465 MHz 480 500 520 540 560 S22 エレキ万博2025

開発ツール・参考技術情報等 測定用機材 スペクトラムアナライザ ネットワークアナライザ 検証用無線機 RIGOL DSA815-TG ・送信機評価 (パワー, OBW, スプリアス測定) LibreVNA ・フィルタ, LNA, PA評価 (Sパラメータ測定) KENWOOD TH-D72, TH-D74 ・受信機評価 (AX25パケット送出) ・送信機評価 (AX25パケット, FM, CWモニター) RF信号発生器 オーディオアナライザ アナログ万能計測器 HP 8664A ・受信機評価 (基準変調信号源) HP 8903B ・受信機評価 (オーディオレベル, SINAD測定) ・送信機評価 (オーディオ信号源) Digilent Analog Discovery 2 ・オーディオ信号源 ・オシロスコープ ・FFTアナライザー ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 25 エレキ万博2025

開発ツール・参考技術情報等 ユーティリティーソフトウエア、参考書籍 高周波回路シミュレータ ADF70XX開発環境 SSTV通信ソフト 参考書籍 MEL社 S-NAP/Suite Liberal Edition CQ出版社 トランジスタ技術 2003年11月号付録 Analog Devices社 ADIsimSRD Design Studio https://www.analog.com/en/lp/001/adisimsrddesign-studio.html MMSSTV http://je3hht.g1.xrea.com/mmsstv/index.htm フィルター設計 フィルター特性シミュレーション ループフィルター設計 SSTV動作検証 CQ出版社 トロイダル・コア活用百科 山村 英穂 CQ出版社 LCフィルタの設計＆製作 森 栄二 ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 26 エレキ万博2025

• https://www.analog.com/en/lp/001/adisimsrd-design-studio.html
• http://je3hht.g1.xrea.com/mmsstv/index.htm

無線機の製作記事 宇宙機の開発 無線機設計の詳細はこちらの記事に記載があります ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 27 CQ出版 Webページ エレキ万博2025

RSP-03、JAXAへ引き渡し完了 (2024/12/06) ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 28 エレキ万博2025

RSP-03 2025年8月21日 16:57(JST) 打ち上げ予定@フロリダ 出典：https://nextspaceflight.com/launches/details/6915 ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 29 エレキ万博2025

• https://nextspaceflight.com/launches/details/6915

RSP-03 技術講演会のアーカイブ RSP-03 技術講演会 ・2024年11月～2025年1月にかけて実施 ・１テーマ約1時間 x14テーマの講演 https://www.youtube.com/playlist?list=PLnecXtLaLhjzut2CgfL91oJn-wKYJIWcQ ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 30 エレキ万博2025

• https://www.youtube.com/playlist?list=PLnecXtLaLhjzut2CgfL91oJn-wKYJIWcQ

RSP-03 専用Webサイト、リーマンサットX 運用情報などこちらで 発信予定です RSP-03 専用Webサイト ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. リーマンサット・プロジェクト X 31 エレキ万博2025

ご清聴ありがとうございました リーマンサット・プロジェクト WEBサイトはこちら ©︎ Rymansat Project Some rights reserved. 32 エレキ万博2025