『自撮り衛星』リーマンサット・プロジェクトの超小型人工衛星「RSP-01」(愛称 Selfie-sh)は、2021年２月に国際宇宙ステーション（ISS)に届けられたあと、３月14日にISSから地球に向けて放出されました。

わたしたち人工衛星開発者が宇宙空間で人工衛星を使って実現したいことをミッションとして背負っており、そのミッションを達成するのが任務です。運用が開始されてから早くも半年、６か月！今回は、RSP-01の「宇宙ミッションの達成」について、レポートします。

＜ Presentation materials created by H.Sugiyama（RSP-01 ）、Reported & text by Sahoko Kito（技術広報課＆RSP-01）＞

宇宙ミッション達成についての経過報告

超小型人工衛星「RSP-01」のメインミッションは、カッコイイ人工衛星が地球を背景に自撮り！です。

しかし愛称「Selfie-sh」(selfie + selfish)。10センチ角という超小型人工衛星にもかかわらず、開発メンバーが宇宙で実現してみたいワガママをたくさん盛り込んでいます。例えば、リアクションホイールを使った姿勢制御や美しい自撮り写真だけを自動選定する画像認識機能、そして地球から発信したメッセージに対して「RSP-01」が応答するというチャットボットなどサブミッションなどです。

地球では簡単にできそうなことも、特殊な宇宙環境ではまず応答ができてきちんと動くのかというところからの確認のため、ひとつのミッションを達成するにもそう簡単ではないのです。そのため、宇宙分野では、ミッションを設定する場合に、サクセス（成功）レベルを分類しています。一般的には、ミニマム（最低限）、フル（完全目標）、エキストラ（目標以上）と３段階設定していることが多いのですが、「RSP-01」には、もう一段階上の「神」サクセスも設定しています。

例えば、ミニマムサクセスには、自撮りアーム機構が地上からの指示通りに宇宙空間できちんと動作し伸縮するかを確認すること。「RSP-01」の自撮り棒は、マジックハンド方式のアームで、それを展開し、連続撮影をしたらアームを本体に格納するという３つの動作を自動で行うため、これが上手く作動しないと撮影ができません。問題なく稼働することが確認できてから、いよいよフルサクセスの自撮り撮影と撮影データの地上へのダウンロードを開始しました。

2021年９月現在では、上記のようにミニマムサクセスと一部のエキストラサクセスは既に達成しています！

3月14日から始まった衛星運用ですが、6月半ばから通信が不安定となり、最近は「RSP-01」の応答がとれていません。6月にはちょうどフルHD画像取得をコツコツと行っていまし。今は原因追及のための運用を重ねていますが、再び力強い応答が戻ってきたら、いよいよ「フルサクセス」のフルHD画像の取得と「エキストラサクセス」のチャットボット、そしてできたら「神」サクセスのオーロラとか月を撮影したいです。

そう簡単ではない？　かっこいい人工衛星が地球をバックに自撮り

さて、「RSP-01」のメインミッションである自撮りですが、自撮りアームが問題なく稼働できたら、あとはパシャリと撮るだけでしょ？と思うかもしれません。が、「RSP-01」が宇宙に行って初めて撮影した画像はみてのとおり、地球と「RSP-01」とアンテナが映っている！と感動できたのはおそらく写真の想定イメージを既にもっていた開発メンバーくらいだと思います。普通の人がみたら、地球はどこ？レベルの白飛び画像です。

そもそも趣味でサラリーマンが手作りで身近な部品でつくる人工衛星に高価な高画像のカメラを搭載する発想はなかったので、「RSP-01」のカメラは、ラズペリーパイ（Raspberry Pi; 通称「ラズパイ」）用の魚眼カメラを使っています。しかも、「人工衛星、地球、宇宙」の一枚画をフルHD画像データで地上に送信するには、相当時間がかかります。まず様々な要件、条件のもと、１回の撮影で８枚連続撮影したら、ひとつひとつサムネイル（縮小）画像を落としました。それでも超小型衛星のキャパや通信状況により少しずつ画像データを落として一枚画を復元しているので、サムネイル画像一枚でも数回の運用が必要です。

美しく撮る、ということ

こうした制限があるなか、最初は白飛び激しいのは、日中の撮影では太陽の光がまぶしすぎるからではないか、だったら地球が夜の時に撮影してみようという話になりました。各運用時間は、約10分。写真撮影をする回、撮影データを少しずつ落とす回を複数重ね、一枚画のデータを復元。ここがメンバーのテンションがマックスになる最大のショータイムです。

が、３回目の写真をみると、何も映っていない･･･。完全に真っ黒の闇夜のカラス状態でした。デザインがかっこいい青い人工衛星「RSP-01」、青い水の惑星である地球、そして深い宇宙に浮かぶ画像を美しく撮るのは簡単ではなかった。

ただ、ミッションを達成させるだけなら、白飛び画像でもフルHDデータを落とせばいいのですが、私たちがみたい画像は最大限美しい画像です。ここでカメラ撮影に詳しいメンバーから「カメラの設定を変更する」との提案がでました。

カメラ設定の変更

え？もうカメラは宇宙にいってしまったよと思ったのですが、設定をかえるコマンドを打てば変更ができるプログラミングが仕込んであるとのこと。それだけでもすごいです。

とはいえ、「RSP-01」の撮影環境は想定するしかないのでカメラ設定もかなり悩みどころでした。

青空を飛ぶ飛行機など航空写真を撮っているメンバーの写真の写り具合や設定や星空の撮影などにも詳しいメンバーもいるので、光学的な議論も大盛り上がり。そしてこれくらいのシャッタースピードやサムネイルサイズに変更したら美しく写るのではないかということで、シャッタスピードを1/20から1/1000へ、サムネイルサイズを２倍にすると、４回目の撮影では青い丸い地球がはっきりとあらわれ、どよめきました。

さて、ベストショットはどれにする？

さて、４回目の撮影から青い地球や「RSP-01」の青いデザインがひきたつ顔が鮮明に写るようになりました。

撮影コマンドを送ることができるタイミングは、基本、東京都江戸川区にある地上局の上空に来る時なので、その時に「RSP-01」がどの角度で地球を背景に自撮りしているかは、データを復元するまでのお楽しみです。上下左右そしてど真ん中にある地球を背景にした自撮り写真の構図にときめき、太陽光の入り方で「RSP-01」の顔がどのように照らされるか、よりイケメンか。

また、あえて撮影条件が変わるタイミングに撮影することもしてみました。5回目の撮影は全日照の時だったので、地球の青さがなかなか写らない代わりに、「RSP-01」が宇宙に潜む感じやフェイスラインくっきりな画像がとれています。最もチャレンジだったのは、6回目の皆既月食です。皆既月食のタイミングと運用時間が重ならなかったので、皆既月食が始まる前の運用回に皆既月食時に撮影するようタイマーを仕掛けました。残念ながら月は映り込まなかったのですが、いつもと違う上空で撮影したためか、ユニークな構図の写真がとれました。

こうして６回撮影したサムネイル（縮小）画像のなかから、ベストショット１枚を選び、いよいよフルHDサイズでダウンロードをするということで、メンバー内で推しの１枚を選ぶ投票を実施しました。どれも思い入れがあるので１枚を選ぶのは難しい･･･｡

フルHD画像の取得への道のりは長い

投票の結果、選ばれたベストショットは、４回目で撮影した、やわらかい丸みと青が美しい地球とともに青いワッシャーデザインがひきたつ「RSP-01」です。

６月からダウンロード開始ということで、5月は連休などで頑張って運用できたこともあり、当初は１か月くらいでフルHD画像をダウンロードできるのではないかと想定していました。しかし、データ取得に適切な条件となる人工衛星のパス、つまり地上局の上空を通過して運用できる時間がサラリーマンには厳しい平日日中が多かったり、6月から仕事が忙しくなる運用メンバーも増えたことから、運用スケジュールを見直し、半年くらいかけて、こつこつ画像データを取得することにしました。

１回約10分という運用で取得できるフルHD画像のデータが意外と重たいということも気づかされますが、それでも毎回こつこつと取れたデータ少しずつ復元していくと、サムネイル画像で感動していた地球の青さやアンテナがさらに鮮明なのがうかがえます。

残念なことに、6月13日以来、運用でデータ取得ができないという状況が続いているため、フルHD画像のデータを取得することは一時保留中です。

宇宙で想定外のことが起きるリスクをなるべくなくしておくために、地上で宇宙環境試験やFMEA（故障モード影響解析）というあらゆる不具合を想定した対策をメンバーで考え、改善しておくということを繰り返し行っていました。それでもトラブルは起こりますし、不具合が起きても宇宙に修理しに行けません。

宇宙ミッション達成は、やはり大きなチャレンジです。しかし、RSP-01が宇宙に居るかぎりは回復を諦めることはありません。

いまは原因と改善のための対策を追求し、運用を続けています。引き続き、応援をよろしくお願いします！

※現在、RSP-01がどこにいるかという追跡情報は、以下のRSP-01運用サイトでも常時ご覧いただけます。

https://www.rsp01.rymansat.com/

そのまた未来へ、RSP-01プロジェクト、まだまだ新たなチャレンジを続けています！

宇宙デビューしたRSP-01運用メンバーも募集しています。参加についてはこちらから。