発電・アンテナ機能を有する軽量膜展開構造物（HELIOS）を本研究室主導で研究開発し，2022年度から軌道上実証実験を予定していました．
この技術実証により，

• 小型衛星の高機能化・多機能化
  （大電力発電／大容量通信／高分解能観測）
• 小型衛星群による通信/観測網の高度化
  （ビッグデータ・AIを使う情報社会化）
• 小型衛星による深宇宙探査の実現

などが期待されます．
ミッションとしては，

1. ブームによる四角形膜展開（一辺1m）
2. 太陽電池膜による発電（世界最高性能:200W/kg）
3. 膜上5Gアンテナによるビームフォーミング
4. 膜上干渉計アンテナによる膜形状計測

を技術実証します．

2010年，IKAROSは200m²の大型膜面を展開し，ソーラーセイルおよびソーラー電力セイルを世界で初めて実証することに成功しました．HELIOSではこれらのコンセプトを継承し，膜にさまざまなデバイスを貼り付けることで高機能化・多機能化を目指します．IKAROSで採用したスピン展開方式の場合，膜のサイズを数1000m²まで拡大可能ですが，宇宙機全体を回転させる必要があるため適用先が限られます．一方，ブーム展開方式の場合，3軸姿勢制御の宇宙機に適用可能ですが，膜のサイズは数10m²が限界です．小型宇宙機に広く適用することを想定し，ブーム展開方式に切り替えました．
学生は，企業・他大学とも連携しつつJAXA教職員と協力し，主戦力として開発してきました．具体的な担当領域は，熱構造系・データ処理系・カメラ系・太陽電池特性測定系・膜展開解析・画像による膜形状推定などに及びます． HELIOSは，革新的衛星技術実証3号機に搭載され，イプシロンロケット6号機で打ち上げられましたが，打上げ失敗により，ミッションを実施できませんでした．その後，HELIOSはHELIOS-Rという新しいミッションとして受け継がれることになりました．

The lightweight membrane deployable structure HELIOS, which integrates power generation and antenna functions, has been developed under the leadership of our laboratory, with an on-orbit demonstration originally planned to begin in FY2022. This demonstration is expected to enable the following:

• Enhancing the capabilities and multifunctionality of small satellites
  (High-power generation / High-capacity communications / High-resolution observation)
• More capable communications and observation networks using constellations of small satellites
  (advancing a data-driven society leveraging big data and AI)
• Deep-space exploration enabled by small satellites

The in-orbit demonstration will verify:

1. Deployment of a quadrangular membrane (1 m per side) using booms
2. Power generation using solar cell membranes (world's highest performance: 200 W/kg)
3. 5G antenna beamforming on the membrane
4. Membrane shape measurement using interferometric antennas on the membrane

In 2010, IKAROS deployed a large 200 m² membrane and achieved the world’s first demonstrations of a solar sail and a solar power sail. HELIOS inherits these concepts and aims for higher functionality and multifunctionality by integrating various devices onto the membrane. With the spin deployment method used by IKAROS, the membrane size can be scaled to several thousand m², but because the entire spacecraft must spin, the applications are limited. In contrast, the boom deployment method is applicable to three-axis stabilized spacecraft, though the membrane size is limited to several tens of m². To enable broad use on small spacecraft, we adopted the boom deployment method.
Students have served as core contributors, working with JAXA researchers and staff in collaboration with industry and other universities. Their contributions span the thermal structural subsystem, command and data handling subsystem, camera subsystem, solar cell characterization subsystem, membrane deployment analysis, and image-based membrane shape estimation. HELIOS was mounted JAXA’s RApid Innovative payload demonstration SatellitE-3 (RAISE-3) and launched aboard Epsilon Launch Vehicle No. 6; however, due to the launch failure, the mission could not be conducted. HELIOS has since been carried forward as a new mission called HELIOS-R.