金沢大学 超然プロジェクト×先魁プロジェクト

異分野融合型

革新的信号処理をアプローチとした宇宙科学の新展開

プロジェクト代表者 
八木谷 聡
所属組織・役職等 
理工研究域 電子情報学系 教授
研究分野 
Astronomy & Astrophysics(天文学、宇宙物理学) Geochemistry & Geophysics(地球化学、地球物理学) Engineering, Electrical & Electronic(工学、電気電子)
科学衛星、電磁波計測、放射線計測、信号処理、データ解析
Scientific spacecraft, Electromagnetic wave measurement, Radiation measurement, Signal processing, Data analysis

今、宇宙開発が大きく変わろうとしています。従来、宇宙開発は国の宇宙機関が中心となって主導し、その成果の創出には、長い年月と莫大なコストを費やしてきました。しかし今、我が国の宇宙基本法にも掲げられているように、大学機関や民間が参入する新たな宇宙開発時代が到来しようとしています。大型ロケットへの相乗りや外国の安価なロケットを利用することで、大学などの小規模な組織であっても独自の超小型衛星を数億円のコストで、数年で開発することが現実的になりつつあるのです。これによって、例えば、通信・放送や気象観測、地球環境計測等の分野で、我々の日常生活の利便性や安全性は格段に高くなってきています。さらには、人工衛星を飛ばして、地球の周りだけでなく月や太陽系の惑星を探査したり、放射線や光、電波を観測して百億光年以上彼方の宇宙の姿を見ることも可能になってきています。

個々の研究者や技術者が宇宙開発に参入できる時代が訪れようとしている今、宇宙開発は、様々な分野との連携が必要となってきます。本プロジェクトは、宇宙理工学分野の研究者と信号処理分野の研究者の協働体制によって、宇宙科学観測データの革新的な解析手法の構築を目指します。

 

宇宙理工学分野と信号処理分野の協働による、新たな宇宙科学の創出

一般的に、衛星が取得する観測データは、ノイズなどが入っていたり、様々な要因で歪んでいたりします。そのため、衛星から送られてくる観測データを解析し、そこに含まれている物理現象を抽出、解釈して宇宙を理解する過程では、データに対して適切な信号処理を行うことが必要不可欠です。本プロジェクトでは、宇宙科学の観測データの解析に、近年飛躍的な発展を続けている先端的信号処理手法を適用することによって、データの新解釈や新たな物理現象の発見、理論の創出が促進されると、我々は期待しています。

金沢大学の宇宙理工学分野は、これまで20年以上にわたって国内外の大型科学衛星プロジェクトに参画し、搭載科学観測機器の設計・開発・試験から、観測データ解析まで携わり、世界的成果を上げてきました。一方、信号処理分野の研究グループも、先端信号処理手法の研究で世界的な成果を上げ、また工学的側面から社会貢献もしてきました。この二つの異分野が協働することによって、新しい視点で宇宙観測データの解析を行い、これまでとは異なる観点での宇宙科学の創出を行おうというのが、本プロジェクトの狙いです。プロジェクトの成果は、現在開発中の金沢大学衛星(超小型衛星)に搭載される観測装置の開発に積極的に活用する計画です。

 

教育研究拠点「宇宙理工学センター(仮称)」の設置を目指して

本プロジェクトでは、宇宙理工学分野の教員と信号処理分野の教員の協働体制による連携テーマを以下のように設定しています。

  • 電磁波信号(大規模データ)の特徴定量化、類似データ抽出・分類
  • 電磁波信号からの雑音除去
  • 映像解析によるパッチオーロラ(高エネルギー粒子降下)の自動認識
  • ガンマ線バーストの時系列データに対する音声信号処理手法の適用
  • X線画像再構成に対する画像信号処理手法の適用

これらのテーマを通して、信号処理手法適用による宇宙科学観測データ解析を行います。

コストも期間も要する従来型の大型衛星プロジェクトでは、個々の研究者や技術者は、プロジェクトに参画する機会もなかなか得られず、得られたとしてもプロジェクトの一部にしか関われないことも少なくありませんでした。本プロジェクトでは、これまで個別に発展してきた、理学・工学分野の知識と国内外の人的・組織的ネットワークを統合し、野心的で冒険的な観点から新しい科学的な成果を創出することが可能になると期待しています。そして、将来的には、人工衛星の開発とそれを用いた宇宙科学の創出を行うことのできる教育研究拠点「宇宙理工学センター(仮称)」を、本学に設置することを目指しています。

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