岡山大学学術研究院環境生命自然科学学域（工）の髙橋和教授（本研究は大阪公立大学在籍時より開始）、大阪公立大学（博士前期課程）の大塚亘晟、髙濵渉（岡山大学特別研究生）、九州工業大学の豊田和弘教授、産業技術総合研究所の菊永和也グループ長、株式会社春日電機の研究グループは、シリコンフォトニクスを用いた「人工衛星用の静電気センサ」を開発しました。
　近年、人工衛星を活用した宇宙ビジネスが拡大しています。小型衛星ネットワーク、民間宇宙ステーション、月面基地構築など、革新的な宇宙ミッションが提案される中、衛星には新たな機能の追加が求められる一方、人工衛星の故障率低減が宇宙デブリの増加を防ぐ観点などから重要となっています。
　宇宙空間はプラズマと放射線が存在するため人工衛星は帯電しやすい環境にさらされています。この帯電に起因する静電気トラブルは衛星の主要な故障要因とされていますが、利用しやすいセンサがないことが衛星事業者を悩ませてきました。
研究チームは、シリコンフォトニクスを応用して小型軽量な宇宙用帯電センサを開発しました。センシング部に「光技術」を用いる一方で、「電子回路」を用いないため、放射線や静電気放電に対する高い耐性と、低消費電力動作が期待できます。
　本研究は大学発スタートアップ創出支援を受けて実施されました。今後は起業を通じて社会実装を進めます。まずは人工衛星の故障予知・予防への応用を目指し、将来的には宇宙保険、宇宙天気、月面基地、火星探査などへの展開を目指します。
　本研究成果は2026年2月2日、Springer Natureが刊行する英国科学誌『npj Nanophotonics』に掲載されました。

◆研究者からひとこと

これまで世界最高性能のシリコンフォトニクスデバイスを開発してきましたが、「この技術を社会でどう役立てるか」を常に考えてきました。JSTの大学発スタートアップ創出支援プログラムに応募し、事業者の“ペイン”を探す中で、JAXAの研究者から宇宙における静電気問題を伺ったことが、本研究の出発点です。そこから研究分野を静電気や宇宙へと越境し、いわば超異分野への挑戦が始まりました。この3年間で数百件を超えるヒアリングを重ね、海外展示会にも出展して、試行錯誤を続けてきました。苦労の連続でしたが、5名ほどの学生とともにここまでたどり着けたことを誇りに思います。これからは起業を通じて社会実装を進め、宇宙開発を支える基盤技術へと育てていきたいと考えています。現在、宇宙実証にご協力いただけるパートナーを募集しています。

髙橋和　教授

■論文情報
論文名：Compact potential sensor for spacecraft based on a silicon photonic waveguide
掲載誌：npj Nanophotonics
著　者：Kosei Otsuka, Wataru Takahama, Rikuto Hojo, Takeki Higashiguchi, Kazuya Kikunaga, Tomofumi Mogami, Kazuhiro Toyoda & Yasushi Takahashi
DOI：10.1038/s44310-025-00100-6
URL：https://www.nature.com/articles/s44310-025-00100-6

■研究資金
　本研究は、科学技術振興機構の大学発新産業創出基金事業 スタートアップ・エコシステム共創プログラム・GAPファンド（JPMJSF2316）^注）、および研究成果展開事業 大学発新産業創出プログラム（START）におけるプロジェクト支援型（JPMJST2111）、日本学術振興会科研費（21H01373)の支援を受けて実施されました。
注）大学等の技術シーズをもとにしたスタートアップ創出支援プログラム。高橋教授のチーム支援は中国・四国地方のプラットフォーム「PSI（Peace & Science Innovation Ecosystem）」が支援しています。
PSI Web ページ：https://psi-ecosystem.net/about


＜詳しい研究内容について＞
人工衛星の帯電を「光」で検知するシリコンフォトニクスセンサを開発～宇宙開発を悩ませてきた静電気トラブルに新方式で挑む～


＜お問い合わせ＞
岡山大学　学術研究院環境生命自然科学学域（工）
教授　髙橋　和
（電話番号）086-251-8848
（HP）https://sites.google.com/view/takahashi-photonics