130319 全球シアター　叩き台

「 360 度シアターで宇宙を疑似体験」

2010. 06. 08 作成2013.03.19 slideshare upload

小宮悠太

１ . ミッション概要　 全球視野を持つ高解像度ビデオカメラで

宇宙空間を撮影し、地上の全球シアターを利用したエンターテイメントを提供する。

【リスク】• CG に負けないよう、高精細な映像を提供することが至上命題• ISS に搭載することを考える　←単独衛星との比較• 高精細ゆえに動画が大容量　←データ転送方法の検討

•ISSで撮影した全球映像をリアルタイムで地上の全球シアターに投影し、現在の地球を宇宙から眺める視点を提供する。

•固定シアターだけでなく、レストランや東京駅構内など、ふらっと立ち寄れる商業施設で上映する。

フルサクセス

•ISSで撮影した全球映像を宇宙飛行士が手で（HDDなどで）持ち帰り、地上で映像化。数カ月前の映像を投影する。

妥協案

１ . ミッション概要• システムと要求

カメラ（宇宙

機）データ転

送 投影装置

１ . ミッション概要• システムと要求～投影装置編～

• 例：シアター 36○※

• 仕様など、秘密情報は割愛

• ここではとりあえず、上映には　　 4k 映像 ×2 が必要とする。

※ 参考：国立科学博物館、五藤光学株式会社

１ . ミッション概要• システムと要求～映像容量編～

• 映像容量の概算　　 4k 映像 ×2 = 9MB/ コマ　 × 　 30 コマ / 秒　 = 　

930MB/ 秒 = 1.9Gbps　　録画 1 時間で 900GByte

• 通信の目安：こだまを介した ISS との通信…最大 50Mbps　　→ 1 時間分の映像を落とすのに 38 時間かかる

　→データを通信ではなく記録して持ち帰ることが妥当か。

１ . ミッション概要• システムと要求～カメラ編～• 「きぼう」利用について検討• きぼうの主電源は 120Vdc 、 HTV は 50Vdc

見える映像のイメージ• 進行方向には水平線が、反対方向にはド迫力の ISS が見

えるはず進 行 方 向

カメラ

進行方向に見える映像

１ . ミッション概要• システムと要求～カメラ編～「こだま (Data Relay Test Satellite) 」について• データ中継衛星• ISS 「きぼう」との通信…地上へ 50MBPs 、地上から

3Mbps• 「きぼう」からの可視時間… 1 日あたり 7.8 時間、 1 回

あたり最長 40 分• 「だいち」との間で最高 278Mbps の衛星通信に成功• 静止軌道（東経 90.75 度）

１ . ミッション概要• システムと要求～カメラ編～

（写真は 2010 年の NHK 技研公開にて）

4k カメラ

エンコーダ

１ . ミッション概要• システムと要求～カメラ編～カメラ構造• 魚眼レンズ• 多数のカメラ

魚眼レンズ撮影画像の例

１ . ミッション概要• システムと要求～カメラ編～カメラ構造• 魚眼レンズ• 多数のカメラ

※ 参考： 株式会社 ViewPLUS　　　　　　 http://www.viewplus.co.jp/product/06/02.html

Ladybug2

例： Ladybug2 の場合•毎秒 30 フレームで全周画像を取得•1024x768ピクセルの CCD を６個使用し、•トータルで 4.7 メガピクセルの高解像度•JPEG圧縮をハードウエアで処理•IEEE-1394b インターフェースにより 800Mbps の高速転送•非圧縮 135MB/s→JPEG圧縮により 80MB/s

撮影画像の例

「きぼう」の船外実験装置にモジュールを乗せる条件

360 度カメラを ISS に搭載• カメラを ISS に搭載する

– 設置場所：きぼうの船外実験装置– カメラと HD などの記憶媒体を設置– 船外パレットか HTV の暴露パレットに搭載して打ち上げ

• 所定の条件と料金を JAXA に提示すれば可能– 料金：ざっと 1億以下…

• 人件費： 550万円 /h• 打ち上げ費用 :3.3万円 /10g• 回収費用： 5.5万円 /10g

• 平成 23 年以降だと打ち上げ重量は合計 25kg ～ 40kg

360 度カメラを ISS に搭載• 船外装置の性能

ちなみに 5個はアメリカが利用権所有。。。

項目 　船外実験プラットフォーム外形 　箱型

大きさ　 5.0m×5.2m×3.8m　各ペイロード 1.85×1.0×0.8m

質量 　 4.1t (各ペイロード　 500kg or 2.5t)

取り付け場所　 12 か所（システム機器用 2 か所、実験装置仮置き用 1 か　　　　所含む）

供給電力　最大 11kW( システム機器用 1kW,実験装置用　 10kW),120V(直流 )⇒28Vdc に変換

通信制御 　 16 ビット計算機システム、データ転送速度100Mbps

環境制御能力 　なし寿命 　 10 年以上

360 度カメラを ISS に搭載• 問題点

– データ転送速度が 100Mbps• 2Gbps の 1/20 だから 90 分の動画で 30 時間必要。。。• 船内に送っていては間に合わない⇒直接HD等に書き込み• そんなに動画をとらないから大丈夫⇒船内に転送• こだまを使うとダウンリンク 50Mbps, アップリンク 3Mbps

• 利点等– 船内に送る：実験装置が小型化、データ処理が楽

大容量は記録できない、遅い実験装置に備付：大容量記録できる、速い　実験装置の大型、モジュールの信頼性低下

結論：大容量必要なら実験装置に備付け、そうでないなら船内に送る

360 度カメラを ISS に搭載• 船外パレットの性能

項目 　船外パレット外形 　フレーム型大きさ 　 4.9m×4.1m×2.2m

質量 　 1.2t

取り付け場所　 3 か所（実験装置 2 か所、 ORU2~3 とすることも可能）

供給電力 　最大 1kW,120V(直流 )

環境制御能力 　なし寿命 　 10年以上

• HTV の性能

項目 仕様全長 10m(スラスタ含む )

直径 4.4m

質量 10.5t

補給能力 6t(船内用 4.5t,船外用 1.5t)(開口部 2.5m×2,7m)

廃棄品搭載能力 6t

目標軌道 高度 350km~460km 軌道傾斜角度 51.6度

ミッション時間単独飛行能力： 100時間軌道大気能力： 1週間以上ISS滞在可能期間：最大 30日

ISS詳細• 通信系インターフェース–低速系 (MIL-STD- １５５３ B)– 中速系 (Ethernt)– 高速系 ( 光ファイバー )– ビデオ系 (NTSC アナログビデオ )

» 実は現在 USB2.0 で規格統一を模索中だったり。

• 熱制御– きぼう本体からの冷媒供給 (16℃以上 )取り付け方一例

船外活動暴露部詳細• 暴露部コンポーネント ORU(Orbital Replacement Unit)

ORU

船外実験装置

進行方向

暴露部コンポーネント ORU(Orbital Replacement Unit)

• R(ロボティクス対応 )-ORU– EF-PDB(暴露電力分配箱 )– SPB( サバイバル電力分配箱 )– ESC(暴露部制御装置 )– VSW( ビデオスイッチャ )– FPP(ポンプパッケージ )

– 特徴： 2本のボルトで構造締結・リソース結合・質量 20kg

• E-ORU(EVA クルーのみで交換可能 )– TIU(熱制御系インターフェース )– HCE-a,b(ヒータ制御装置 )– EDU-a/b( 装置交換機構 )

– 特徴： 6本の構造締結ボルトと 2本のリソース結合ボルト が独立– 質量 60kg

大きさはこのくら

い