JP7214047B2 - 宇宙交通管理システム、デブリ除去方法、デブリ除去事業装置、第1メガコンステレーション事業装置、第2メガコンステレーション事業装置、および、oadr - Google Patents
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Description
本開示は、宇宙交通管理システム、デブリ除去方法、デブリ除去事業装置、第1メガコンステレーション事業装置、第2メガコンステレーション事業装置、および、OADRに関する。
近年、数百から数千機に及ぶ大規模衛星コンステレーション、所謂メガコンステレーションの構築が始まり、軌道上における衛星の衝突のリスクが高まっている。また、故障により制御不能となった衛星、あるいは、ロケットの残骸といったスペースデブリが増加している。
このような宇宙空間における衛星およびスペースデブリといった宇宙物体の急激な増加に伴い、宇宙交通管制(STM)では、宇宙物体の衝突を回避するための国際的なルール作りの必要性が高まっている。
このような宇宙空間における衛星およびスペースデブリといった宇宙物体の急激な増加に伴い、宇宙交通管制(STM)では、宇宙物体の衝突を回避するための国際的なルール作りの必要性が高まっている。
特許文献1には、同一の円軌道に複数の衛星から成る衛星コンステレーションを形成する技術が開示されている。
従来、米国のCSpOC(Combined Space Operations Center)が宇宙物体の監視を継続し、宇宙物体同士の接近あるいは衝突が予見された場合に警報を発令する仕組みが存在する。有人宇宙基地および商用通信衛星では、この警報に応じて必要と判断した場合に回避運用を実施している。しかしながら近年米国内で民間衛星に警報を発令する仕組みを民間事業者に移管する計画が発表され、新しい仕組みが必要となっている。
メガコンステレーション事業者同士が、軌道投入あるいは軌道離脱といった非定常運用段階において、互いに衝突回避して飛行安全を確保するための仕組みがなく、今後、衝突回避運用が不十分となる虞がある。
特許文献1には、メガコンステレーション事業者同士が互いに衝突回避して飛行安全を確保するための仕組みについては記載されていない。
特許文献1には、メガコンステレーション事業者同士が互いに衝突回避して飛行安全を確保するための仕組みについては記載されていない。
本開示は、デブリ除去事業装置が、デブリが通過するメガコンステレーション衛星群のリアルタイム高精度軌道情報を取得することで、飛行安全を確保しながら衛星群を通過することを目的とする。
本開示に係る宇宙交通管理システムは、100機以上の衛星から成る衛星コンステレーションであるメガコンステレーションを管理する複数のメガコンステレーション事業装置の各々と、宇宙空間におけるデブリを除去するデブリ除去事業装置との各々に実装されるとともに、データベースとサーバを備える宇宙交通管理装置を通信回線で接続した宇宙交通管理システムであって、
デブリ除去事業装置は、
第1メガコンステレーション事業者が管理する衛星によるデブリに対するADR(Active Debris Removal)を実施し、デブリ除去衛星が軌道降下途中で通過する第2メガコンステレーション事業者の衛星群が飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯における前記衛星群のリアルタイム高精度軌道情報を取得し、飛行安全を確保しながら前記衛星群を通過する。
デブリ除去事業装置は、
第1メガコンステレーション事業者が管理する衛星によるデブリに対するADR(Active Debris Removal)を実施し、デブリ除去衛星が軌道降下途中で通過する第2メガコンステレーション事業者の衛星群が飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯における前記衛星群のリアルタイム高精度軌道情報を取得し、飛行安全を確保しながら前記衛星群を通過する。
本開示に係る宇宙交通管理システムによれば、デブリ除去事業装置が、デブリが通過するメガコンステレーション衛星群のリアルタイム高精度軌道情報を取得することができ、飛行安全を確保しながら衛星群を通過することができる。
以下、本開示の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。また、以下の図面では各構成の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「表」、「裏」といった方向あるいは位置が示されている場合がある。それらの表記は、説明の便宜上、そのように記載しているだけであって、装置、器具、あるいは部品といった構成の配置および向きを限定するものではない。
実施の形態1.
以下の実施の形態に係る宇宙交通管理システムの前提となる衛星コンステレーションの例について説明する。
以下の実施の形態に係る宇宙交通管理システムの前提となる衛星コンステレーションの例について説明する。
図1は、地上に対し、複数衛星が連携して地球70の全球に亘り通信サービスを実現する例を示す図である。
図1は、全球に亘り通信サービスを実現する衛星コンステレーション20を示している。
同一軌道面を同一高度で飛行している複数の衛星の各衛星では、地上に対する通信サービス範囲が後続衛星の通信サービス範囲とオーバーラップしている。よって、このような複数の衛星によれば、地上の特定地点に対して、同一軌道面上の複数の衛星が時分割的に交互に交代しながら通信サービスを提供することができる。また、隣接軌道面を設けることにより、隣接軌道間の地上に対する通信サービスを面的に網羅することが可能となる。同様に、地球の周りに多数の軌道面を概ね均等配置すれば、全球に亘り地上に対する通信サービスが可能となる。
図1は、全球に亘り通信サービスを実現する衛星コンステレーション20を示している。
同一軌道面を同一高度で飛行している複数の衛星の各衛星では、地上に対する通信サービス範囲が後続衛星の通信サービス範囲とオーバーラップしている。よって、このような複数の衛星によれば、地上の特定地点に対して、同一軌道面上の複数の衛星が時分割的に交互に交代しながら通信サービスを提供することができる。また、隣接軌道面を設けることにより、隣接軌道間の地上に対する通信サービスを面的に網羅することが可能となる。同様に、地球の周りに多数の軌道面を概ね均等配置すれば、全球に亘り地上に対する通信サービスが可能となる。
図2は、単一軌道面の複数衛星が地球観測サービスを実現する例を示す図である。
図2は、地球観測サービスを実現する衛星コンステレーション20を示している。図2の衛星コンステレーション20は、光学センサあるいは合成開口レーダーといった電波センサである地球観測装置を具備した衛星が同一軌道面を同一高度で飛行する。このように、地上の撮像範囲が時間遅れで後続衛星がオーバーラップする衛星群300では、地上の特定地点に対して軌道上複数の衛星が時分割的に交互に交代しながら地上画像を撮像することにより地球観測サービスを提供する。
図2は、地球観測サービスを実現する衛星コンステレーション20を示している。図2の衛星コンステレーション20は、光学センサあるいは合成開口レーダーといった電波センサである地球観測装置を具備した衛星が同一軌道面を同一高度で飛行する。このように、地上の撮像範囲が時間遅れで後続衛星がオーバーラップする衛星群300では、地上の特定地点に対して軌道上複数の衛星が時分割的に交互に交代しながら地上画像を撮像することにより地球観測サービスを提供する。
このように、衛星コンステレーション20は、各軌道面の複数の衛星からなる衛星群300により構成される。衛星コンステレーション20では、衛星群300が連携してサービスを提供する。衛星コンステレーション20とは、具体的には、図1に示すような通信事業サービス会社、あるいは、図2に示すような観測事業サービス会社による1つの衛星群から成る衛星コンステレーションを指す。
図3は、極域近傍で交差する複数の軌道面21を有する衛星コンステレーション20の例である。また、図4は、極域以外で交差する複数の軌道面21を有する衛星コンステレーション20の例である。
図3の衛星コンステレーション20では、複数の軌道面の各軌道面21の軌道傾斜角が約90度であり、かつ、複数の軌道面の各軌道面21が互いに異なる面に存在する。
図4の衛星コンステレーション20では、複数の軌道面の各軌道面21の軌道傾斜角が約90度ではなく、かつ、複数の軌道面の各軌道面21が互いに異なる面に存在する。
図3の衛星コンステレーション20では、複数の軌道面の各軌道面21の軌道傾斜角が約90度であり、かつ、複数の軌道面の各軌道面21が互いに異なる面に存在する。
図4の衛星コンステレーション20では、複数の軌道面の各軌道面21の軌道傾斜角が約90度ではなく、かつ、複数の軌道面の各軌道面21が互いに異なる面に存在する。
図3の衛星コンステレーション20では、任意の2つの軌道面が極域近傍の地点で交差する。また、図4の衛星コンステレーション20では、任意の2つの軌道面が極域以外の地点で交差する。図3では、極域近傍において、衛星30の衝突が発生する可能性がある。また、図4に示すように、軌道傾斜角が90度よりも傾斜している複数の軌道面の交点は軌道傾斜角に応じて極域から離れていく。また、軌道面の組合せによって赤道近傍を含む多様な位置で軌道面が交差する可能性がある。このため、衛星30の衝突が発生する可能性のある場所が多様化する。衛星30は人工衛星ともいう。
特に、近年、数百から数千機に及ぶ大規模衛星コンステレーションの構築が始まり、軌道上における衛星の衝突のリスクが高まっている。また、故障により制御不能となった人工衛星、あるいは、ロケットの残骸といったデブリが増加している。大規模衛星コンステレーションは、メガコンステレーションともいう。このようなデブリはスペースデブリともいう。
このように、宇宙空間におけるデブリ増加、および、メガコンステレーションを始めとする衛星数の急激な増加に伴い、宇宙交通管制(STM)の必要性が高まっている。
このように、宇宙空間におけるデブリ増加、および、メガコンステレーションを始めとする衛星数の急激な増加に伴い、宇宙交通管制(STM)の必要性が高まっている。
また、宇宙物体の軌道遷移のために、軌道上のミッション終了後の軌道離脱(PMD)あるいは故障した衛星、および、浮遊するロケット上段といったデブリをデブリ除去衛星といった外的手段により軌道離脱させるADRの必要性が高まっている。このようなADRの必要性について、STMとして国際的な議論が始まっている。ここで、PMDは、Post Mission Disposalの略語である。ADRは、Active Debris Removalの略語である。STMは、Space Traffic Managementの略語である。
図5から図8を用いて衛星コンステレーション20を形成する衛星コンステレーション形成システム600における衛星30と地上設備700の一例について説明する。例えば、衛星コンステレーション形成システム600は、メガコンステレーション事業装置41、LEOコンステレーション事業装置、あるいは衛星事業装置のような衛星コンステレーション事業を行う事業者により運用される。LEOは、Low Earth Orbitの略語である。
また、衛星コンステレーション形成システム600による衛星制御方式は、衛星を制御する事業装置40にも適用される。例えば、デブリ除去衛星を管理するデブリ除去事業装置45、ロケットを打ち上げるロケット打ち上げ事業装置46、および軌道遷移衛星を管理する軌道遷移事業装置といった事業装置40に搭載されていてもよい。
衛星コンステレーション形成システム600による衛星制御方式は、宇宙物体60を管理する事業者の事業装置であれば、どのような事業装置に搭載されていても構わない。
なお、事業装置40の各装置については後述する。
また、衛星コンステレーション形成システム600による衛星制御方式は、衛星を制御する事業装置40にも適用される。例えば、デブリ除去衛星を管理するデブリ除去事業装置45、ロケットを打ち上げるロケット打ち上げ事業装置46、および軌道遷移衛星を管理する軌道遷移事業装置といった事業装置40に搭載されていてもよい。
衛星コンステレーション形成システム600による衛星制御方式は、宇宙物体60を管理する事業者の事業装置であれば、どのような事業装置に搭載されていても構わない。
なお、事業装置40の各装置については後述する。
図5は、衛星コンステレーション形成システム600の構成図である。
衛星コンステレーション形成システム600は、コンピュータを備える。図5では、1つのコンピュータの構成を示しているが、実際には、衛星コンステレーション20を構成する複数の衛星の各衛星30、および、衛星30と通信する地上設備700の各々にコンピュータが備えられる。そして、複数の衛星の各衛星30、および、衛星30と通信する地上設備700の各々に備えられたコンピュータが連携して、衛星コンステレーション形成システム600の機能を実現する。以下において、衛星コンステレーション形成システム600の機能を実現するコンピュータの構成の一例について説明する。
衛星コンステレーション形成システム600は、コンピュータを備える。図5では、1つのコンピュータの構成を示しているが、実際には、衛星コンステレーション20を構成する複数の衛星の各衛星30、および、衛星30と通信する地上設備700の各々にコンピュータが備えられる。そして、複数の衛星の各衛星30、および、衛星30と通信する地上設備700の各々に備えられたコンピュータが連携して、衛星コンステレーション形成システム600の機能を実現する。以下において、衛星コンステレーション形成システム600の機能を実現するコンピュータの構成の一例について説明する。
衛星コンステレーション形成システム600は、衛星30と地上設備700を備える。衛星30は、地上設備700の通信装置950と通信する衛星通信装置32を備える。図5では、衛星30が備える構成のうち衛星通信装置32を図示している。
衛星コンステレーション形成システム600は、プロセッサ910を備えるとともに、メモリ921、補助記憶装置922、入力インタフェース930、出力インタフェース940、および通信装置950といった他のハードウェアを備える。プロセッサ910は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。衛星コンステレーション形成システム600のハードウェアについては、図9において後述する宇宙交通管理装置100のハードウェアと同様である。
衛星コンステレーション形成システム600は、機能要素として、衛星コンステレーション形成部11を備える。衛星コンステレーション形成部11の機能は、ハードウェアあるいはソフトウェアにより実現される。
衛星コンステレーション形成部11は、衛星30と通信しながら衛星コンステレーション20の形成を制御する。
衛星コンステレーション形成部11は、衛星30と通信しながら衛星コンステレーション20の形成を制御する。
図6は、衛星コンステレーション形成システム600の衛星30の構成図である。
衛星30は、衛星制御装置31と衛星通信装置32と推進装置33と姿勢制御装置34と電源装置35とを備える。その他、各種の機能を実現する構成要素を備えるが、図6では、衛星制御装置31と衛星通信装置32と推進装置33と姿勢制御装置34と電源装置35について説明する。衛星30は、宇宙物体60の一例である。
衛星30は、衛星制御装置31と衛星通信装置32と推進装置33と姿勢制御装置34と電源装置35とを備える。その他、各種の機能を実現する構成要素を備えるが、図6では、衛星制御装置31と衛星通信装置32と推進装置33と姿勢制御装置34と電源装置35について説明する。衛星30は、宇宙物体60の一例である。
衛星制御装置31は、推進装置33と姿勢制御装置34とを制御するコンピュータであり、処理回路を備える。具体的には、衛星制御装置31は、地上設備700から送信される各種コマンドにしたがって、推進装置33と姿勢制御装置34とを制御する。
衛星通信装置32は、地上設備700と通信する装置である。具体的には、衛星通信装置32は、自衛星に関する各種データを地上設備700へ送信する。また、衛星通信装置32は、地上設備700から送信される各種コマンドを受信する。
推進装置33は、衛星30に推進力を与える装置であり、衛星30の速度を変化させる。具体的には、推進装置33は、アポジキックモーターまたは化学推進装置、または電気推進装置である。アポジキックモーター(AKM:Apogee Kick Motor)は、人工衛星の軌道投入に使われる上段の推進装置のことであり、アポジモーター(固体ロケットモーター使用時)、またはアポジエンジン(液体エンジン使用時)とも呼ばれている。
化学推進装置は、一液性ないし二液性燃料を用いたスラスタである。電気推進装置としては、イオンエンジンまたはホールスラスタである。アポジキックモーターは軌道遷移に用いる装置の名称であり、化学推進装置の一種である場合もある。
姿勢制御装置34は、衛星30の姿勢と衛星30の角速度と視線方向(Line Of Sight)といった姿勢要素を制御するための装置である。姿勢制御装置34は、各姿勢要素を所望の方向に変化させる。もしくは、姿勢制御装置34は、各姿勢要素を所望の方向に維持する。姿勢制御装置34は、姿勢センサとアクチュエータとコントローラとを備える。姿勢センサは、ジャイロスコープ、地球センサ、太陽センサ、スター・トラッカ、スラスタおよび磁気センサといった装置である。アクチュエータは、姿勢制御スラスタ、モーメンタムホイール、リアクションホイールおよびコントロール・モーメント・ジャイロといった装置である。コントローラは、姿勢センサの計測データまたは地上設備700からの各種コマンドにしたがって、アクチュエータを制御する。
電源装置35は、太陽電池、バッテリおよび電力制御装置といった機器を備え、衛星30に搭載される各機器に電力を供給する。
衛星通信装置32は、地上設備700と通信する装置である。具体的には、衛星通信装置32は、自衛星に関する各種データを地上設備700へ送信する。また、衛星通信装置32は、地上設備700から送信される各種コマンドを受信する。
推進装置33は、衛星30に推進力を与える装置であり、衛星30の速度を変化させる。具体的には、推進装置33は、アポジキックモーターまたは化学推進装置、または電気推進装置である。アポジキックモーター(AKM:Apogee Kick Motor)は、人工衛星の軌道投入に使われる上段の推進装置のことであり、アポジモーター(固体ロケットモーター使用時)、またはアポジエンジン(液体エンジン使用時)とも呼ばれている。
化学推進装置は、一液性ないし二液性燃料を用いたスラスタである。電気推進装置としては、イオンエンジンまたはホールスラスタである。アポジキックモーターは軌道遷移に用いる装置の名称であり、化学推進装置の一種である場合もある。
姿勢制御装置34は、衛星30の姿勢と衛星30の角速度と視線方向(Line Of Sight)といった姿勢要素を制御するための装置である。姿勢制御装置34は、各姿勢要素を所望の方向に変化させる。もしくは、姿勢制御装置34は、各姿勢要素を所望の方向に維持する。姿勢制御装置34は、姿勢センサとアクチュエータとコントローラとを備える。姿勢センサは、ジャイロスコープ、地球センサ、太陽センサ、スター・トラッカ、スラスタおよび磁気センサといった装置である。アクチュエータは、姿勢制御スラスタ、モーメンタムホイール、リアクションホイールおよびコントロール・モーメント・ジャイロといった装置である。コントローラは、姿勢センサの計測データまたは地上設備700からの各種コマンドにしたがって、アクチュエータを制御する。
電源装置35は、太陽電池、バッテリおよび電力制御装置といった機器を備え、衛星30に搭載される各機器に電力を供給する。
衛星制御装置31に備わる処理回路について説明する。
処理回路は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよい。
処理回路において、一部の機能が専用のハードウェアで実現されて、残りの機能がソフトウェアまたはファームウェアで実現されてもよい。つまり、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせで実現することができる。
専用のハードウェアは、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC、FPGAまたはこれらの組み合わせである。
ASICは、Application Specific Integrated Circuitの略称である。FPGAは、Field Programmable Gate Arrayの略称である。
処理回路は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよい。
処理回路において、一部の機能が専用のハードウェアで実現されて、残りの機能がソフトウェアまたはファームウェアで実現されてもよい。つまり、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせで実現することができる。
専用のハードウェアは、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC、FPGAまたはこれらの組み合わせである。
ASICは、Application Specific Integrated Circuitの略称である。FPGAは、Field Programmable Gate Arrayの略称である。
図7は、衛星コンステレーション形成システム600が備える地上設備700の構成図である。
地上設備700は、全ての軌道面の多数衛星をプログラム制御する。地上設備700は、地上装置の例である。地上装置は、地上アンテナ装置、地上アンテナ装置に接続された通信装置、あるいは電子計算機といった地上局と、地上局にネットワークで接続されたサーバあるいは端末としての地上設備から構成される。また、地上装置には航空機、自走車両、あるいは移動端末といった移動体に搭載された通信装置を含んでも良い。
地上設備700は、全ての軌道面の多数衛星をプログラム制御する。地上設備700は、地上装置の例である。地上装置は、地上アンテナ装置、地上アンテナ装置に接続された通信装置、あるいは電子計算機といった地上局と、地上局にネットワークで接続されたサーバあるいは端末としての地上設備から構成される。また、地上装置には航空機、自走車両、あるいは移動端末といった移動体に搭載された通信装置を含んでも良い。
地上設備700は、各衛星30と通信することによって衛星コンステレーション20を形成する。地上設備700は、宇宙交通管理装置100に備えられる。地上設備700は、プロセッサ910を備えるとともに、メモリ921、補助記憶装置922、入力インタフェース930、出力インタフェース940、および通信装置950といった他のハードウェアを備える。プロセッサ910は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。地上設備700のハードウェアについては、図9において後述する宇宙交通管理装置100のハードウェアと同様である。
地上設備700は、機能要素として、軌道制御コマンド生成部510と、解析予測部520を備える。軌道制御コマンド生成部510および解析予測部520の機能は、ハードウェアあるいはソフトウェアにより実現される。
通信装置950は、衛星コンステレーション20を構成する衛星群300の各衛星30を追跡管制する信号を送受信する。また、通信装置950は、軌道制御コマンド55を各衛星30に送信する。
解析予測部520は、衛星30の軌道を解析予測する。
軌道制御コマンド生成部510は、衛星30に送信する軌道制御コマンド55を生成する。
軌道制御コマンド生成部510および解析予測部520は、衛星コンステレーション形成部11の機能を実現する。すなわち、軌道制御コマンド生成部510および解析予測部520は、衛星コンステレーション形成部11の例である。
解析予測部520は、衛星30の軌道を解析予測する。
軌道制御コマンド生成部510は、衛星30に送信する軌道制御コマンド55を生成する。
軌道制御コマンド生成部510および解析予測部520は、衛星コンステレーション形成部11の機能を実現する。すなわち、軌道制御コマンド生成部510および解析予測部520は、衛星コンステレーション形成部11の例である。
図8は、衛星コンステレーション形成システム600の機能構成例を示す図である。
衛星30は、さらに、衛星コンステレーション20を形成する衛星コンステレーション形成部11bを備える。そして、複数の衛星の各衛星30の衛星コンステレーション形成部11bと、地上設備700の各々に備えられた衛星コンステレーション形成部11とが連携して、衛星コンステレーション形成システム600の機能を実現する。なお、衛星30の衛星コンステレーション形成部11bは、衛星制御装置31に備えられていてもよい。
衛星30は、さらに、衛星コンステレーション20を形成する衛星コンステレーション形成部11bを備える。そして、複数の衛星の各衛星30の衛星コンステレーション形成部11bと、地上設備700の各々に備えられた衛星コンステレーション形成部11とが連携して、衛星コンステレーション形成システム600の機能を実現する。なお、衛星30の衛星コンステレーション形成部11bは、衛星制御装置31に備えられていてもよい。
***構成の説明***
本実施の形態に係る宇宙交通管理システム500は、デブリ除去事業装置45と、複数のメガコンステレーション事業装置41を備える。デブリ除去事業装置45は、宇宙空間における宇宙物体同士の衝突の回避を支援する。メガコンステレーション事業装置41は、100機以上の衛星から成る衛星コンステレーションであるメガコンステレーションを管理する。
また、本実施の形態に係る宇宙交通管理装置100は、デブリ除去事業装置45と、複数のメガコンステレーション事業装置41の各々とに実装されるとともに、データベース211とサーバ212を備える。また、宇宙交通管理装置100は、宇宙保険事業を行う宇宙保険事業者の宇宙保険事業装置に実装されていてもよい。
本実施の形態に係る宇宙交通管理システム500は、デブリ除去事業装置45と、複数のメガコンステレーション事業装置41を備える。デブリ除去事業装置45は、宇宙空間における宇宙物体同士の衝突の回避を支援する。メガコンステレーション事業装置41は、100機以上の衛星から成る衛星コンステレーションであるメガコンステレーションを管理する。
また、本実施の形態に係る宇宙交通管理装置100は、デブリ除去事業装置45と、複数のメガコンステレーション事業装置41の各々とに実装されるとともに、データベース211とサーバ212を備える。また、宇宙交通管理装置100は、宇宙保険事業を行う宇宙保険事業者の宇宙保険事業装置に実装されていてもよい。
宇宙交通管理システム500は、デブリ除去事業装置45と複数のメガコンステレーション事業装置41と宇宙保険事業装置との各々に実装された宇宙交通管理装置100を通信回線で接続する。
図9は、本実施の形態に係るデブリ除去事業装置45の宇宙交通管理装置100のハードウェア構成例を示す図である。
図10は、本実施の形態に係るメガコンステレーション事業装置41の宇宙交通管理装置100のハードウェア構成例を示す図である。
本実施の形態では、宇宙交通管理装置100は、メガコンステレーション事業装置41、宇宙物体事業装置42、衝突回避支援事業装置43、宇宙物体管理事業装置44、デブリ除去事業装置45、ロケット打ち上げ事業装置46、SSA(Space Situational Awareness)事業装置47(宇宙状況監視事業装置)、およびロケット打ち上げ支援事業装置48の各々に実装される。
本実施の形態では、メガコンステレーション事業装置41は、第1メガコンステレーション事業装置418と第2メガコンステレーション事業装置419を含む複数のメガコンステレーション事業装置に含まれる。
図10は、本実施の形態に係るメガコンステレーション事業装置41の宇宙交通管理装置100のハードウェア構成例を示す図である。
本実施の形態では、宇宙交通管理装置100は、メガコンステレーション事業装置41、宇宙物体事業装置42、衝突回避支援事業装置43、宇宙物体管理事業装置44、デブリ除去事業装置45、ロケット打ち上げ事業装置46、SSA(Space Situational Awareness)事業装置47(宇宙状況監視事業装置)、およびロケット打ち上げ支援事業装置48の各々に実装される。
本実施の形態では、メガコンステレーション事業装置41は、第1メガコンステレーション事業装置418と第2メガコンステレーション事業装置419を含む複数のメガコンステレーション事業装置に含まれる。
メガコンステレーション事業装置41は、複数の衛星から成る衛星コンステレーションを管理する。具体的には、メガコンステレーション事業装置41は、大規模衛星コンステレーション、すなわちメガコンステレーション事業を行うメガコンステレーション事業者のコンピュータである。メガコンステレーション事業装置41は、例えば、100機以上の衛星から構成された衛星コンステレーションを管理する衛星コンステレーション事業装置の例である。
事業装置40には、上述した各事業装置が含まれる。事業装置40の各々は、各装置が管理する人工衛星、あるいは、デブリといった宇宙物体60に関する情報を提供する。事業装置40は、人工衛星、あるいは、デブリといった宇宙物体60に関する情報を収集する事業者のコンピュータである。
例えば、LEOコンステレーション事業装置は、低軌道コンステレーション、すなわちLEOコンステレーション事業を行うLEOコンステレーション事業者のコンピュータである。
衛星事業装置は、1機から数機の衛星を扱う衛星事業者のコンピュータである。
軌道遷移事業装置は、衛星の宇宙物体侵入警報を行う軌道遷移事業者のコンピュータである。
衛星事業装置は、1機から数機の衛星を扱う衛星事業者のコンピュータである。
軌道遷移事業装置は、衛星の宇宙物体侵入警報を行う軌道遷移事業者のコンピュータである。
衝突回避支援事業装置43は、宇宙空間における宇宙物体同士の衝突の回避を支援する。具体的には、衝突回避支援事業装置43は、宇宙空間における宇宙物体同士の衝突の回避を支援する衝突回避支援事業者のコンピュータである。
デブリ除去事業装置45は、デブリを回収する事業を行うデブリ除去事業者のコンピュータである。
ロケット打ち上げ事業装置46は、ロケット打ち上げ事業を行うロケット打ち上げ事業者のコンピュータである。
ロケット打ち上げ支援事業装置48は、ロケット打ち上げ事業を行うロケット打ち上げ事業者のコンピュータである。
SSA事業装置47は、SSA事業、すなわち、宇宙状況監視事業を行うSSA事業者のコンピュータである。SSA事業装置は、宇宙状況監視事業装置ともいう。
宇宙物体事業装置42は、非定常運用する宇宙物体を管理する事業装置である。
宇宙物体管理事業装置44は、デオービットして軌道降下過程の宇宙物体を管理する事業装置である。
デブリ除去事業装置45は、デブリを回収する事業を行うデブリ除去事業者のコンピュータである。
ロケット打ち上げ事業装置46は、ロケット打ち上げ事業を行うロケット打ち上げ事業者のコンピュータである。
ロケット打ち上げ支援事業装置48は、ロケット打ち上げ事業を行うロケット打ち上げ事業者のコンピュータである。
SSA事業装置47は、SSA事業、すなわち、宇宙状況監視事業を行うSSA事業者のコンピュータである。SSA事業装置は、宇宙状況監視事業装置ともいう。
宇宙物体事業装置42は、非定常運用する宇宙物体を管理する事業装置である。
宇宙物体管理事業装置44は、デオービットして軌道降下過程の宇宙物体を管理する事業装置である。
宇宙交通管理装置100は、各事業装置40が備える地上設備701に搭載されていてもよい。また、宇宙交通管理装置100は、衛星コンステレーション形成システム600に搭載されていてもよい。
宇宙交通管理装置100は、プロセッサ910を備えるとともに、メモリ921、補助記憶装置922、入力インタフェース930、出力インタフェース940、および通信装置950といった他のハードウェアを備える。プロセッサ910は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
プロセッサ910は、サーバの例である。メモリ921および補助記憶装置922は、データベース211の例である。また、サーバ212は、入力インタフェース930、出力インタフェース940、通信装置950、および記憶機器といった他のハードウェアを備えていてもよい。サーバ212は、メガコンステレーション事業装置41、宇宙物体事業装置42、衝突回避支援事業装置43、宇宙物体管理事業装置44、デブリ除去事業装置45、ロケット打ち上げ事業装置46、SSA事業装置47、およびロケット打ち上げ支援事業装置48の各々の機能を実現する。
プロセッサ910は、サーバの例である。メモリ921および補助記憶装置922は、データベース211の例である。また、サーバ212は、入力インタフェース930、出力インタフェース940、通信装置950、および記憶機器といった他のハードウェアを備えていてもよい。サーバ212は、メガコンステレーション事業装置41、宇宙物体事業装置42、衝突回避支援事業装置43、宇宙物体管理事業装置44、デブリ除去事業装置45、ロケット打ち上げ事業装置46、SSA事業装置47、およびロケット打ち上げ支援事業装置48の各々の機能を実現する。
図9に示すように、デブリ除去事業装置45の宇宙交通管理装置100は、衝突回避支援機能を実現する機能要素の一例として、軌道解析部431と通報部432と記憶部140を備える。記憶部140には、宇宙情報レコーダー101が記憶されている。
また、図10に示すように、メガコンステレーション事業装置41の宇宙交通管理装置100は、メガコンステレーション管理機能を実現する機能要素の一例として、衝突解析部411と対策立案部412と記憶部140を備える。記憶部140には、宇宙情報レコーダー101が記憶されている。
また、図10に示すように、メガコンステレーション事業装置41の宇宙交通管理装置100は、メガコンステレーション管理機能を実現する機能要素の一例として、衝突解析部411と対策立案部412と記憶部140を備える。記憶部140には、宇宙情報レコーダー101が記憶されている。
なお、図9および図10は、各事業装置40の一例であり、デブリ除去事業装置45が、軌道解析部431と通報部432と衝突解析部411と対策立案部412のすべてあるいは一部を備えていても良い。あるいは、メガコンステレーション事業装置41が、軌道解析部431と通報部432と衝突解析部411と対策立案部412のすべてあるいは一部を備えていても良い。
以下では、図9を用いて、デブリ除去事業装置45の宇宙交通管理装置100を例として、宇宙交通管理装置100のハードウェア構成を説明する。他の事業装置40の宇宙交通管理装置100においても同様のハードウェア構成を有するものとする。
また、同様の機能を有する構成については、説明を簡単にするために同一の符号を付している。しかし、メガコンステレーション事業装置41、デブリ除去事業装置45、および宇宙保険事業装置の装置ごとに、それぞれハードウェア構成および機能構成を有している。
また、同様の機能を有する構成については、説明を簡単にするために同一の符号を付している。しかし、メガコンステレーション事業装置41、デブリ除去事業装置45、および宇宙保険事業装置の装置ごとに、それぞれハードウェア構成および機能構成を有している。
軌道解析部431と通報部432の機能は、ソフトウェアにより実現される。記憶部140は、メモリ921に備えられる。あるいは、記憶部140は、補助記憶装置922に備えられていてもよい。また、記憶部140は、メモリ921と補助記憶装置922に分けられて備えられてもよい。
なお、図9では、宇宙交通管理装置100が衝突回避支援の機能を実現するものとして説明する。しかし、宇宙交通管理装置100は衝突回避支援の機能以外の様々な機能を有する。
なお、図9では、宇宙交通管理装置100が衝突回避支援の機能を実現するものとして説明する。しかし、宇宙交通管理装置100は衝突回避支援の機能以外の様々な機能を有する。
プロセッサ910は、宇宙交通管理プログラムを実行する装置である。宇宙交通管理プログラムは、宇宙交通管理装置100および宇宙交通管理システム500の各構成要素の機能を実現するプログラムである。
プロセッサ910は、演算処理を行うIC(Integrated Circuit)である。プロセッサ910の具体例は、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、GPU(Graphics Processing Unit)である。
プロセッサ910は、演算処理を行うIC(Integrated Circuit)である。プロセッサ910の具体例は、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、GPU(Graphics Processing Unit)である。
メモリ921は、データを一時的に記憶する記憶装置である。メモリ921の具体例は、SRAM(Static Random Access Memory)、あるいはDRAM(Dynamic Random Access Memory)である。
補助記憶装置922は、データを保管する記憶装置である。補助記憶装置922の具体例は、HDDである。また、補助記憶装置922は、SD(登録商標)メモリカード、CF、NANDフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ(登録商標)ディスク、DVDといった可搬の記憶媒体であってもよい。なお、HDDは、Hard Disk Driveの略語である。SD(登録商標)は、Secure Digitalの略語である。CFは、CompactFlash(登録商標)の略語である。DVDは、Digital Versatile Diskの略語である。
補助記憶装置922は、データを保管する記憶装置である。補助記憶装置922の具体例は、HDDである。また、補助記憶装置922は、SD(登録商標)メモリカード、CF、NANDフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ(登録商標)ディスク、DVDといった可搬の記憶媒体であってもよい。なお、HDDは、Hard Disk Driveの略語である。SD(登録商標)は、Secure Digitalの略語である。CFは、CompactFlash(登録商標)の略語である。DVDは、Digital Versatile Diskの略語である。
入力インタフェース930は、マウス、キーボード、あるいはタッチパネルといった入力装置と接続されるポートである。入力インタフェース930は、具体的には、USB(Universal Serial Bus)端子である。なお、入力インタフェース930は、LAN(Local Area Network)と接続されるポートであってもよい。
出力インタフェース940は、ディスプレイといった表示機器941のケーブルが接続されるポートである。出力インタフェース940は、具体的には、USB端子またはHDMI(登録商標)(High Definition Multimedia Interface)端子である。ディスプレイは、具体的には、LCD(Liquid Crystal Display)である。
出力インタフェース940は、ディスプレイといった表示機器941のケーブルが接続されるポートである。出力インタフェース940は、具体的には、USB端子またはHDMI(登録商標)(High Definition Multimedia Interface)端子である。ディスプレイは、具体的には、LCD(Liquid Crystal Display)である。
通信装置950は、レシーバとトランスミッタを有する。通信装置950は、具体的には、通信チップまたはNIC(Network Interface Card)である。本実施の形態では、メガコンステレーション事業装置41、宇宙保険事業装置、およびデブリ除去事業装置45の各々の宇宙交通管理装置100は、通信回線を介して、互いに通信を行う。
宇宙交通管理プログラムは、プロセッサ910に読み込まれ、プロセッサ910によって実行される。メモリ921には、宇宙交通管理プログラムだけでなく、OS(Operating System)も記憶されている。プロセッサ910は、OSを実行しながら、宇宙交通管理プログラムを実行する。宇宙交通管理プログラムおよびOSは、補助記憶装置922に記憶されていてもよい。補助記憶装置922に記憶されている宇宙交通管理プログラムおよびOSは、メモリ921にロードされ、プロセッサ910によって実行される。なお、宇宙交通管理プログラムの一部または全部がOSに組み込まれていてもよい。
宇宙交通管理装置100は、プロセッサ910を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、プログラムの実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ910と同じように、プログラムを実行する装置である。
プログラムにより利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値および変数値は、メモリ921、補助記憶装置922、または、プロセッサ910内のレジスタあるいはキャッシュメモリに記憶される。
宇宙交通管理装置の各部の「部」を「処理」、「手順」、「手段」、「段階」あるいは「工程」に読み替えてもよい。また、軌道解析処理と通報処理の「処理」を「プログラム」、「プログラムプロダクト」または「プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体」に読み替えてもよい。「処理」、「手順」、「手段」、「段階」あるいは「工程」は、互いに読み換えが可能である。
宇宙交通管理プログラムは、宇宙交通管理システムの各部の「部」を「処理」、「手順」、「手段」、「段階」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順、各手段、各段階あるいは各工程を、コンピュータに実行させる。また、宇宙交通管理方法は、宇宙交通管理装置100が宇宙交通管理プログラムを実行することにより行われる方法である。
宇宙交通管理プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納されて提供されてもよい。また、各プログラムは、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
宇宙交通管理プログラムは、宇宙交通管理システムの各部の「部」を「処理」、「手順」、「手段」、「段階」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順、各手段、各段階あるいは各工程を、コンピュータに実行させる。また、宇宙交通管理方法は、宇宙交通管理装置100が宇宙交通管理プログラムを実行することにより行われる方法である。
宇宙交通管理プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納されて提供されてもよい。また、各プログラムは、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
図11は、本実施の形態に係る宇宙情報レコーダー101が具備する軌道予報情報51の例を示す図である。
宇宙交通管理装置100は、宇宙物体60の軌道の予報値が設定された軌道予報情報51を記憶部140に記憶する。宇宙交通管理装置100は、例えば、複数の宇宙物体60を管理する管理事業者により利用される事業装置40から、複数の宇宙物体60の各々の軌道の予報値を取得し、軌道予報情報51として記憶してもよい。あるいは、宇宙交通管理装置100は、複数の宇宙物体60の各々の軌道の予報値が設定された軌道予報情報51を管理事業者から取得し、記憶部140に記憶してもよい。
管理事業者は、衛星コンステレーション、各種の衛星、ロケット、およびデブリといった宇宙を飛行する宇宙物体60を管理する事業者である。また、上述したように、各管理事業者により利用される事業装置40は、メガコンステレーション事業装置、LEOコンステレーション事業装置、衛星事業装置、軌道遷移事業装置、デブリ除去事業装置、ロケット打ち上げ事業装置、およびSSA事業装置といったコンピュータである。
宇宙交通管理装置100は、宇宙物体60の軌道の予報値が設定された軌道予報情報51を記憶部140に記憶する。宇宙交通管理装置100は、例えば、複数の宇宙物体60を管理する管理事業者により利用される事業装置40から、複数の宇宙物体60の各々の軌道の予報値を取得し、軌道予報情報51として記憶してもよい。あるいは、宇宙交通管理装置100は、複数の宇宙物体60の各々の軌道の予報値が設定された軌道予報情報51を管理事業者から取得し、記憶部140に記憶してもよい。
管理事業者は、衛星コンステレーション、各種の衛星、ロケット、およびデブリといった宇宙を飛行する宇宙物体60を管理する事業者である。また、上述したように、各管理事業者により利用される事業装置40は、メガコンステレーション事業装置、LEOコンステレーション事業装置、衛星事業装置、軌道遷移事業装置、デブリ除去事業装置、ロケット打ち上げ事業装置、およびSSA事業装置といったコンピュータである。
軌道予報情報51には、衛星軌道予報情報52とデブリ軌道予報情報53とが含まれる。衛星軌道予報情報52には、衛星の軌道の予報値が設定されている。デブリ軌道予報情報53には、デブリの軌道の予報値が設定されている。本実施の形態では、衛星軌道予報情報52とデブリ軌道予報情報53とが軌道予報情報51に含まれる構成であるが、衛星軌道予報情報52とデブリ軌道予報情報53とが、個々の情報として記憶部140に記憶されていても構わない。
軌道予報情報51には、例えば、宇宙物体ID(Identifier)511、予報元期512、予報軌道要素513、および予報誤差514といった情報が設定される。
宇宙物体ID511は、宇宙物体60を識別する識別子である。図11では、宇宙物体ID511として、衛星IDとデブリIDが設定されている。宇宙物体は、具体的には、宇宙空間に打ち上げられるロケット、人工衛星、宇宙基地、デブリ除去衛星、惑星探査宇宙機、ミッション終了後にデブリ化した衛星あるいはロケットといった物体である。
予報元期512は、複数の宇宙物体の各々の軌道について予報されている元期である。
予報軌道要素513は、複数の宇宙物体の各々の軌道を特定する軌道要素である。予報軌道要素513は、複数の宇宙物体の各々の軌道について予報されている軌道要素である。図11では、予報軌道要素513として、ケプラー軌道6要素が設定されている。
予報軌道要素513は、複数の宇宙物体の各々の軌道を特定する軌道要素である。予報軌道要素513は、複数の宇宙物体の各々の軌道について予報されている軌道要素である。図11では、予報軌道要素513として、ケプラー軌道6要素が設定されている。
予報誤差514は、複数の宇宙物体の各々の軌道において予報される誤差である。予報誤差514には、進行方向誤差、直交方向誤差、および誤差の根拠が設定されている。このように、予報誤差514には、実績値が内包する誤差量が根拠とともに明示的に示される。誤差量の根拠としては、計測手段、位置座標情報の精度向上手段として実施したデータ処理の内容、および、過去データの統計的評価結果の一部あるいはすべてが含まれる。
なお、本実施の形態に係る軌道予報情報51では、宇宙物体60について、予報元期512と予報軌道要素513が設定されている。予報元期512と予報軌道要素513により、宇宙物体60の近未来における時刻と位置座標を求めることができる。例えば、宇宙物体60についての近未来の時刻と位置座標が、軌道予報情報51に設定されていてもよい。
このように、軌道予報情報51には、元期と軌道要素、あるいは、時刻と位置座標を含む宇宙物体の軌道情報が具備され、宇宙物体60の近未来の予報値が明示的に示されている。
このように、軌道予報情報51には、元期と軌道要素、あるいは、時刻と位置座標を含む宇宙物体の軌道情報が具備され、宇宙物体60の近未来の予報値が明示的に示されている。
***機能の説明***
図12は、現在計画されているメガコンステレーションの事業例を表す図である。
図13は、本実施の形態に係るメガコンステレーション衛星群への新規打ち上げロケットによる侵入を示す図である。
図14は、本実施の形態に係るメガコンステレーション衛星群への軌道投入段階の衛星による侵入を示す図である。
図15は、本実施の形態に係るメガコンステレーション衛星群への軌道降下段階の衛星による侵入を示す図である。
図13は、本実施の形態に係るメガコンステレーション衛星群への新規打ち上げロケットによる侵入を示す図である。
図14は、本実施の形態に係るメガコンステレーション衛星群への軌道投入段階の衛星による侵入を示す図である。
図15は、本実施の形態に係るメガコンステレーション衛星群への軌道降下段階の衛星による侵入を示す図である。
図12に示すように、複数のメガコンステレーション事業者が数百機から数万機に及ぶ多数衛星を天空網羅的に配備する計画を提唱している。
現段階でもメガコンステレーション事業者Aが約42000機、メガコンステレーション事業者Bが約3000機、そしてメガコンステレーション事業者Cが約600機といった配備計画を発表している。
現段階でもメガコンステレーション事業者Aが約42000機、メガコンステレーション事業者Bが約3000機、そしてメガコンステレーション事業者Cが約600機といった配備計画を発表している。
図13に示すように、メガコンステレーション衛星群を配備する段階において、軌道上に配備された総衛星数が増加するにつれ、新規のロケット打ち上げ時における衝突リスクが増加する。
また、図14に示すように、衛星事業者の中には、ロケット上段がデブリ化して残留するリスクを低減するため、打ち上げ後衛星分離した後に、衛星が具備する推進装置により高度上昇し、軌道投入する計画を発表している例がある。しかし、この場合も軌道上に配備された総衛星数が増加するにつれ、軌道投入の過程における衝突リスクが増加する。
また、図15に示すように、各メガコンステレーション事業者が、全衛星の配備を完了して定常運用を開始した後であっても衝突リスクはある。具体的には、衛星寿命を全うしてPMDで軌道離脱し、大気圏突入するまで軌道高度を低下する過程において、軌道降下段階の衛星が定常運用中のメガコンステレーション衛星群と衝突するリスクがある。
また、図14に示すように、衛星事業者の中には、ロケット上段がデブリ化して残留するリスクを低減するため、打ち上げ後衛星分離した後に、衛星が具備する推進装置により高度上昇し、軌道投入する計画を発表している例がある。しかし、この場合も軌道上に配備された総衛星数が増加するにつれ、軌道投入の過程における衝突リスクが増加する。
また、図15に示すように、各メガコンステレーション事業者が、全衛星の配備を完了して定常運用を開始した後であっても衝突リスクはある。具体的には、衛星寿命を全うしてPMDで軌道離脱し、大気圏突入するまで軌道高度を低下する過程において、軌道降下段階の衛星が定常運用中のメガコンステレーション衛星群と衝突するリスクがある。
このように、天空網羅的に配備されて定常運用しているメガコンステレーション衛星群に対して、非定常運用する衛星あるいはロケットといった宇宙物体には衝突リスクが存在する。
ミッション終了した衛星は、PMD(Post Mission Disposal)して軌道降下して大気圏突入して消失する。故障した衛星、あるいは、軌道上ミッション終了段階において自力での大気圏突入ができなくなった衛星のデオービットの手段として、デブリ除去事業者によるADR(Active Debris Removal)が期待されている。
1000km以上の高高度に形成されたメガコンステ衛星をADRする際に、大気圏突入までに通過する複数のメガコンステ衛星群の飛翔高度領域を衝突回避して通過する必要がある。仮にメガコンステ事業者Aの軌道高度1300kmの衛星をデブリ除去事業者がADRする場合に、メガコン事業者Aの管理する軌道高度領域については、リアルタイム高精度軌道情報をデブリ除去事業者と情報共有することにより、衝突回避を実現可能である。
しかしながら、別事業者が管理するメガコンステレーション衛星群の軌道高度領域については、リアルタイム高精度軌道情報がないので、軌道降下途中で衝突する危険がある。
1000km以上の高高度に形成されたメガコンステ衛星をADRする際に、大気圏突入までに通過する複数のメガコンステ衛星群の飛翔高度領域を衝突回避して通過する必要がある。仮にメガコンステ事業者Aの軌道高度1300kmの衛星をデブリ除去事業者がADRする場合に、メガコン事業者Aの管理する軌道高度領域については、リアルタイム高精度軌道情報をデブリ除去事業者と情報共有することにより、衝突回避を実現可能である。
しかしながら、別事業者が管理するメガコンステレーション衛星群の軌道高度領域については、リアルタイム高精度軌道情報がないので、軌道降下途中で衝突する危険がある。
メガコンステレーション衛星群において、数千機に及ぶ衛星群が同一軌道を飛翔する場合、図3に示すように、軌道傾斜角が90°に近い極軌道であれば、全ての軌道面が会合する極域の領域において衛星の密集度が高い。よって、極域の領域において、飛行安全確保のために厳密な通過タイミング制御をする必要がある。
一方、図4に示すように、軌道傾斜角が90°から離れた傾斜軌道であれば、中緯度領域の軌道面交差点において衝突リスクがある。よって、全ての格子状の交差点において衛星の通過タイミングをずらして飛行安全確保するために、厳密な通過タイミング制御をする必要がある。
このような厳密な通過タイミング制御を実現するために、それぞれの衛星群は時々刻々推進装置を動作させながら飛翔することになる。
一方、図4に示すように、軌道傾斜角が90°から離れた傾斜軌道であれば、中緯度領域の軌道面交差点において衝突リスクがある。よって、全ての格子状の交差点において衛星の通過タイミングをずらして飛行安全確保するために、厳密な通過タイミング制御をする必要がある。
このような厳密な通過タイミング制御を実現するために、それぞれの衛星群は時々刻々推進装置を動作させながら飛翔することになる。
飛行安全を確保する手順として、まず接近解析あるいは衝突解析といった危険解析を実施する必要がある。精度の高い危険解析を実施するためには、宇宙物体の高精度軌道情報が必要不可欠である。
しかしながら上記のとおりメガコンステレーション衛星群は厳密な通過タイミング制御を実現するために、それぞれの衛星群は時々刻々推進装置を動作させながら飛翔するため、軌道情報をリアルタイムで更新しなければ、正確な位置情報を把握することができない。数百機から数万機に及ぶ衛星のリアルタイム高精度軌道情報を管理できるのは、それぞれのメガコンステレーション衛星群を管理する事業者のみに限定されると考えるのが合理的である。
しかしながら上記のとおりメガコンステレーション衛星群は厳密な通過タイミング制御を実現するために、それぞれの衛星群は時々刻々推進装置を動作させながら飛翔するため、軌道情報をリアルタイムで更新しなければ、正確な位置情報を把握することができない。数百機から数万機に及ぶ衛星のリアルタイム高精度軌道情報を管理できるのは、それぞれのメガコンステレーション衛星群を管理する事業者のみに限定されると考えるのが合理的である。
このような状況下にあって、デブリ除去事業者が、他事業者メガコン衛星群の飛翔軌道高度領域通過時間帯に限定して、他事業者メガコンステレーション衛星群のリアルタイム高精度軌道情報を取得して衝突回避する方法がある。また、デブリ除去事業者が、危険警報を発令して、メガコンステレーション衛星群側が危険解析と衝突回避行動をとる方法もある。
本実施の形態では、デブリ除去事業装置と、デブリ除去事業装置に自己の管理するデブリのADRを依頼する第1メガコンステレーション事業装置と、デブリの侵入が予見される第2メガコンステレーション事業装置の機能について説明する。
***動作の説明***
<宇宙交通管理システム500の機能>
次に、図16から図19を用いて、本実施の形態に係る宇宙交通管理システム500による動作およびデブリ除去方法の例について説明する。各宇宙交通管理装置100のハードウェア構成については上述したとおりである。宇宙交通管理システム500の動作手順は、宇宙交通管理方法に相当する。また、宇宙交通管理システム500の動作を実現するプログラムは、宇宙交通管理プログラムに相当する。宇宙交通管理方法はデブリ除去方法ともいう。また、宇宙交通管理プログラムはデブリ除去プログラムともいう。
<宇宙交通管理システム500の機能>
次に、図16から図19を用いて、本実施の形態に係る宇宙交通管理システム500による動作およびデブリ除去方法の例について説明する。各宇宙交通管理装置100のハードウェア構成については上述したとおりである。宇宙交通管理システム500の動作手順は、宇宙交通管理方法に相当する。また、宇宙交通管理システム500の動作を実現するプログラムは、宇宙交通管理プログラムに相当する。宇宙交通管理方法はデブリ除去方法ともいう。また、宇宙交通管理プログラムはデブリ除去プログラムともいう。
図16は、本実施の形態に係る宇宙交通管理システム500の全体構成例(例1)を示す図である。
図17は、本実施の形態に係る第1メガコンステレーション事業装置418の詳細構成例を示す図である。
図18は、本実施の形態に係る第2メガコンステレーション事業装置419の詳細構成例を示す図である。
図19は、本実施の形態に係るデブリ除去事業装置45の詳細構成例を示す図である。
図17は、本実施の形態に係る第1メガコンステレーション事業装置418の詳細構成例を示す図である。
図18は、本実施の形態に係る第2メガコンステレーション事業装置419の詳細構成例を示す図である。
図19は、本実施の形態に係るデブリ除去事業装置45の詳細構成例を示す図である。
宇宙交通管理システム500が備える複数の宇宙交通管理装置100は、互いに通信回線200で接続されている。宇宙交通管理装置100は、複数のメガコンステレーション事業装置41である第1メガコンステレーション事業装置418および第2メガコンステレーション事業装置419と、デブリ除去事業装置45の各々に実装される。
<メガコンステレーション事業装置41>
第1メガコンステレーション事業装置418は、自己の管理する第1メガコンステレーションを構成する衛星のロケット部分といったデブリのADRを、デブリ除去事業者に依頼する第1メガコンステレーション事業者の事業装置である。
第2メガコンステレーション事業装置419は、第1メガコンステレーションがデオービットの際に通過する第2メガコンステレーションを管理する第2メガコンステレーション事業者の事業装置である。
以下において、メガコンステレーション事業装置41と記載した場合、第1メガコンステレーション事業装置418と第2メガコンステレーション事業装置419の各々、あるいは、少なくともいずれかを指すものとする。
第1メガコンステレーション事業装置418は、自己の管理する第1メガコンステレーションを構成する衛星のロケット部分といったデブリのADRを、デブリ除去事業者に依頼する第1メガコンステレーション事業者の事業装置である。
第2メガコンステレーション事業装置419は、第1メガコンステレーションがデオービットの際に通過する第2メガコンステレーションを管理する第2メガコンステレーション事業者の事業装置である。
以下において、メガコンステレーション事業装置41と記載した場合、第1メガコンステレーション事業装置418と第2メガコンステレーション事業装置419の各々、あるいは、少なくともいずれかを指すものとする。
メガコンステレーション事業装置41の宇宙交通管理装置100は、宇宙情報レコーダー101と、危険警報装置102と、宇宙物体の軌道解析をする危険解析装置103と、危険回避行動支援装置104と、危険回避行動実施計画情報105とを備える。
メガコンステレーション事業装置41の宇宙情報レコーダー101は、メガコンステレーションを構成する衛星の軌道情報を記録する。
宇宙情報レコーダー101は、衛星群を識別する衛星群IDに対応付けられた公開軌道情報を備える。
公開軌道情報は、他の事業装置に公開することが可能な軌道情報である。公開軌道情報は、衛星群を構成する衛星の機数および衛星IDといった構成衛星情報と、衛星群の軌道高度の上限および下限と、衛星群の軌道傾斜角の上限および下限が設定される。
また、宇宙情報レコーダー101は、衛星群を構成する各衛星を識別する衛星IDに対応つけられたリアルタイム高精度軌道情報64を備える。
宇宙情報レコーダー101は、衛星群を識別する衛星群IDに対応付けられた公開軌道情報を備える。
公開軌道情報は、他の事業装置に公開することが可能な軌道情報である。公開軌道情報は、衛星群を構成する衛星の機数および衛星IDといった構成衛星情報と、衛星群の軌道高度の上限および下限と、衛星群の軌道傾斜角の上限および下限が設定される。
また、宇宙情報レコーダー101は、衛星群を構成する各衛星を識別する衛星IDに対応つけられたリアルタイム高精度軌道情報64を備える。
また、第1メガコンステレーション事業装置418は、リアルタイム高精度軌道情報64に、予報軌道情報と実績軌道情報とを備える。予報軌道情報の具体例は、図12の軌道予報情報51である。実績軌道情報も予報軌道情報と同様の構成である。さらに、デオービットする衛星の予報軌道情報も設定される。
また、第2メガコンステレーション事業装置419は、リアルタイム高精度軌道情報64に、各衛星の予報軌道情報を有していればよい。
また、第2メガコンステレーション事業装置419は、リアルタイム高精度軌道情報64に、各衛星の予報軌道情報を有していればよい。
危険警報装置102は、宇宙物体の接近あるいは衝突の危険を報知する。危険警報装置102は、宇宙物体を識別する宇宙物体IDに対応付けられた軌道情報を備える。また、軌道情報の公開条件を設定する公開条件情報を備える。
危険解析装置103は、宇宙物体の軌道解析をする。例えば、危険解析装置103は、非定常運用する宇宙物体とメガコンステレーション衛星群を構成する個別の衛星との衝突解析を実施する衝突解析部の例である。例えば、メガコンステレーション事業装置41の宇宙交通管理装置100が備えるサーバ212は、非定常運用する宇宙物体とメガコンステレーション衛星群を構成する個別衛星との衝突解析をする。
危険回避行動支援装置104は、宇宙物体の回避行動の役割分担を立案する。例えば、危険回避行動支援装置104は、メガコンステレーションと非定常運用する宇宙物体との衝突が予見された場合に衝突回避対策を立案する対策立案部の例である。例えば、メガコンステレーション事業装置41の宇宙交通管理装置100が備えるサーバ212は、衝突が予見された場合に衝突回避対策を立案する。
危険回避行動実施計画情報105には、危険回避行動支援装置104により立案された回避行動計画が設定される。
危険回避行動実施計画情報105には、危険回避行動支援装置104により立案された回避行動計画が設定される。
リアルタイム高精度軌道情報には、衛星IDに対応して、予報軌道情報と実績軌道情報が設定されていてもよい。これらの予報軌道情報と実績軌道情報は、リアルタイムかつ高精度に設定されている。
また、メガコンステレーション事業装置41の宇宙情報レコーダー101は、非定常軌道情報が設定されていても良い。非定常軌道情報には、自己のメガコンステレーションにおいて非定常運用する宇宙物体についての予報軌道情報が設定される。予報軌道情報には、図12と同様に、元期と軌道要素と予測誤差が設定されている。本実施の形態では、非定常軌道情報の例として、デオービットする衛星の予報軌道情報が設定されている。
<デブリ除去事業装置45>
デブリ除去事業装置45の宇宙交通管理装置100は、宇宙情報レコーダー101と、危険警報装置102と、宇宙物体の軌道解析をする危険解析装置103と、危険回避行動実施計画情報105とを備える。
デブリ除去事業装置45の宇宙交通管理装置100は、宇宙情報レコーダー101と、危険警報装置102と、宇宙物体の軌道解析をする危険解析装置103と、危険回避行動実施計画情報105とを備える。
宇宙情報レコーダー101には、第1メガコンステレーションのうちのデオービット衛星の非定常軌道情報が設定されている。
また、宇宙情報レコーダー101には、第2メガコンステレーション衛星群の公開軌道情報61が設定されている。さらに、第2メガコンステレーションを構成する各衛星のリアルタイム高精度軌道情報64が設定されている。
また、宇宙情報レコーダー101には、第2メガコンステレーション衛星群の公開軌道情報61が設定されている。さらに、第2メガコンステレーションを構成する各衛星のリアルタイム高精度軌道情報64が設定されている。
デブリ除去事業装置45は、デブリ除去衛星を用いてデブリを除去する。デブリ除去衛星の構成は、基本的には、図6の宇宙物体と同様であるが、さらに捕獲対象のデブリを捕獲する捕獲装置を備える。デブリ除去衛星は、例えば、デブリを捕獲した状態で、デブリ除去事業装置45による制御に基づいて、能動的に衝突回避を行うアクティブデオービット運用を行いながら降下する。
<宇宙交通管理方法(デブリ除去方法)>
図20は、本実施の形態に係る宇宙交通管理システム500による宇宙交通管理方法のフロー図である。
本実施の形態に係る宇宙交通管理システム500における宇宙交通管理方法(デブリ除去方法)について説明する。
図20は、本実施の形態に係る宇宙交通管理システム500による宇宙交通管理方法のフロー図である。
本実施の形態に係る宇宙交通管理システム500における宇宙交通管理方法(デブリ除去方法)について説明する。
<<宇宙交通管理方法(デブリ除去方法)の例1>>
デブリ除去事業装置45は、第1メガコンステレーション事業者が管理する衛星によるデブリに対するADRを実施する(ステップS101)。
デオービット衛星の軌道情報を、デブリ除去事業装置45と第1メガコンステレーション事業装置418とが情報共有する(ステップS102)。
デブリ除去事業装置45は、軌道降下途中で通過する第2メガコンステレーション衛星群が飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯における、第2メガコンステレーション衛星群のリアルタイム高精度軌道情報64を取得する(ステップS103)。
そして、デブリ除去衛星は、デブリ除去事業装置45の制御により、飛行安全を確保しながら第2メガコンステレーション衛星群を通過する(ステップS103)。
デブリ除去事業装置45は、第1メガコンステレーション事業者が管理する衛星によるデブリに対するADRを実施する(ステップS101)。
デオービット衛星の軌道情報を、デブリ除去事業装置45と第1メガコンステレーション事業装置418とが情報共有する(ステップS102)。
デブリ除去事業装置45は、軌道降下途中で通過する第2メガコンステレーション衛星群が飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯における、第2メガコンステレーション衛星群のリアルタイム高精度軌道情報64を取得する(ステップS103)。
そして、デブリ除去衛星は、デブリ除去事業装置45の制御により、飛行安全を確保しながら第2メガコンステレーション衛星群を通過する(ステップS103)。
図16を用いて、本実施の形態に係る宇宙交通管理システム500の全体構成例(例1)について説明する。
具体的には、以下のとおりである。
(11)デブリ除去事業装置45は、予め、第2メガコンステレーション事業装置419の公開軌道情報61により、第2メガコンステレーション衛星群の軌道高度領域といった情報を把握する。
(12)また、第1メガコンステレーション事業装置418によるADR後のデオービット衛星の軌道情報を、デブリ除去事業装置45と第1メガコンステレーション事業装置418とが情報共有する。
(13)デブリ除去事業装置45が、デオービット衛星が第2メガコンステレーション衛星群の高度軌道領域に侵入する危険警報を発令する。
(14)第2メガコンステレーション事業装置419が、侵入時間帯における第2メガコンステレーションの個別衛星のリアルタイム高精度軌道情報64をデブリ除去事業装置に提供する。
(15)デブリ除去事業装置45が、第1メガコンステレーションと第2メガコンステレーションとの高精度軌道情報により衝突解析を実施する。
(16)デブリ除去事業装置45が、衝突回避行動計画を立案して公表する。
(17)デブリ除去事業装置45が、デブリ除去衛星をアクティブデオービット運用して衝突回避する。
具体的には、以下のとおりである。
(11)デブリ除去事業装置45は、予め、第2メガコンステレーション事業装置419の公開軌道情報61により、第2メガコンステレーション衛星群の軌道高度領域といった情報を把握する。
(12)また、第1メガコンステレーション事業装置418によるADR後のデオービット衛星の軌道情報を、デブリ除去事業装置45と第1メガコンステレーション事業装置418とが情報共有する。
(13)デブリ除去事業装置45が、デオービット衛星が第2メガコンステレーション衛星群の高度軌道領域に侵入する危険警報を発令する。
(14)第2メガコンステレーション事業装置419が、侵入時間帯における第2メガコンステレーションの個別衛星のリアルタイム高精度軌道情報64をデブリ除去事業装置に提供する。
(15)デブリ除去事業装置45が、第1メガコンステレーションと第2メガコンステレーションとの高精度軌道情報により衝突解析を実施する。
(16)デブリ除去事業装置45が、衝突回避行動計画を立案して公表する。
(17)デブリ除去事業装置45が、デブリ除去衛星をアクティブデオービット運用して衝突回避する。
<<宇宙交通管理方法(デブリ除去方法)の例2>>
デブリ除去事業装置45は、第1メガコンステレーション事業者が管理する衛星によるデブリに対するADRを実施する。
デブリ除去事業装置45は、デブリ除去衛星が軌道降下途中で通過する第2メガコンステレーション事業者の衛星群が飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯情報と、当該時間帯におけるデブリ除去衛星の予報軌道情報を第2メガコンステレーション事業者に通報する。
第2メガコンステレーション事業者の利用する第2メガコンステレーション事業装置は、衝突解析を実施し、第2メガコンステレーション事業者の衛星群を制御することにより衝突回避する。
デブリ除去事業装置45は、第1メガコンステレーション事業者が管理する衛星によるデブリに対するADRを実施する。
デブリ除去事業装置45は、デブリ除去衛星が軌道降下途中で通過する第2メガコンステレーション事業者の衛星群が飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯情報と、当該時間帯におけるデブリ除去衛星の予報軌道情報を第2メガコンステレーション事業者に通報する。
第2メガコンステレーション事業者の利用する第2メガコンステレーション事業装置は、衝突解析を実施し、第2メガコンステレーション事業者の衛星群を制御することにより衝突回避する。
図21は、本実施の形態に係る宇宙交通管理システム500の全体構成例(例2)を示す図である。
具体的には、以下のとおりである。
(21)デブリ除去事業装置45は、予め、第2メガコンステレーション事業装置419の公開軌道情報61により、第2メガコンステレーション衛星群の軌道高度領域といった情報を把握する。
(22)また、第1メガコンステレーション事業装置418によるADR後のデオービット衛星の軌道情報を、デブリ除去事業装置45と第1メガコンステレーション事業装置418とが情報共有する。
(23)デブリ除去事業装置45が、デオービット衛星が第2メガコンステレーション衛星群の高度軌道領域に侵入する危険警報を発令する。
(24)デブリ除去事業装置45は、侵入時間帯における第1メガコンステレーションの個別衛星のリアルタイム高精度軌道情報64を第2メガコンステレーション事業装置419に提供する。特に、侵入時間帯における第1メガコンステレーションのデオービット衛星のリアルタイム高精度軌道情報が第2メガコンステレーション事業装置419に提供される。
(25)第2メガコンステレーション事業装置419が、第1メガコンステレーションと第2メガコンステレーションとの高精度軌道情報により衝突解析を実施する。
(26)第2メガコンステレーション事業装置419が、衝突回避行動計画を立案して公表する。
(27)第2メガコンステレーション事業装置419が、衝突回避する。
具体的には、以下のとおりである。
(21)デブリ除去事業装置45は、予め、第2メガコンステレーション事業装置419の公開軌道情報61により、第2メガコンステレーション衛星群の軌道高度領域といった情報を把握する。
(22)また、第1メガコンステレーション事業装置418によるADR後のデオービット衛星の軌道情報を、デブリ除去事業装置45と第1メガコンステレーション事業装置418とが情報共有する。
(23)デブリ除去事業装置45が、デオービット衛星が第2メガコンステレーション衛星群の高度軌道領域に侵入する危険警報を発令する。
(24)デブリ除去事業装置45は、侵入時間帯における第1メガコンステレーションの個別衛星のリアルタイム高精度軌道情報64を第2メガコンステレーション事業装置419に提供する。特に、侵入時間帯における第1メガコンステレーションのデオービット衛星のリアルタイム高精度軌道情報が第2メガコンステレーション事業装置419に提供される。
(25)第2メガコンステレーション事業装置419が、第1メガコンステレーションと第2メガコンステレーションとの高精度軌道情報により衝突解析を実施する。
(26)第2メガコンステレーション事業装置419が、衝突回避行動計画を立案して公表する。
(27)第2メガコンステレーション事業装置419が、衝突回避する。
<<宇宙交通管理方法(デブリ除去方法)の例3>>
デブリ除去事業装置45は、第1メガコンステレーション事業者が管理する衛星によるデブリに対するADRを実施する。
第1メガコンステレーション事業者が利用する第1メガコンステレーション事業装置418が、デブリ除去衛星が軌道降下途中で通過する第2メガコンステレーション事業者の衛星群が飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯情報と、当該時間帯におけるデブリ除去衛星の予報軌道情報を、第2メガコンステレーション事業者が利用する第2メガコンステレーション事業装置419に通報する。
第2メガコンステレーション事業装置419は、衝突解析を実施し、第2メガコンステレーション事業者の衛星群を制御することにより衝突回避する。
デブリ除去事業装置45は、第1メガコンステレーション事業者が管理する衛星によるデブリに対するADRを実施する。
第1メガコンステレーション事業者が利用する第1メガコンステレーション事業装置418が、デブリ除去衛星が軌道降下途中で通過する第2メガコンステレーション事業者の衛星群が飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯情報と、当該時間帯におけるデブリ除去衛星の予報軌道情報を、第2メガコンステレーション事業者が利用する第2メガコンステレーション事業装置419に通報する。
第2メガコンステレーション事業装置419は、衝突解析を実施し、第2メガコンステレーション事業者の衛星群を制御することにより衝突回避する。
図22は、本実施の形態に係る宇宙交通管理システム500の全体構成例(例3)を示す図である。
具体的には、以下のとおりである。
(31)デブリ除去事業装置45は、予め、第2メガコンステレーション事業装置419の公開軌道情報61により、第2メガコンステレーション衛星群の軌道高度領域といった情報を把握する。
(32)また、第1メガコンステレーション事業装置418によるADR後のデオービット衛星の軌道情報を、デブリ除去事業装置45と第1メガコンステレーション事業装置418とが情報共有する。
(33)第1メガコンステレーション事業装置418が、デオービット衛星が第2メガコンステレーション衛星群の高度軌道領域に侵入する危険警報を発令する。
(34)第1メガコンステレーション事業装置418は、侵入時間帯における第1メガコンステレーションの個別衛星のリアルタイム高精度軌道情報を第2メガコンステレーション事業装置419に提供する。特に、侵入時間帯における第1メガコンステレーションのデオービット衛星のリアルタイム高精度軌道情報が第2メガコンステレーション事業装置419に提供される。
(35)第2メガコンステレーション事業装置419が、第1メガコンステレーションと第2メガコンステレーションとの高精度軌道情報により衝突解析を実施する。
(36)第2メガコンステレーション事業装置419が、衝突回避行動計画を立案して公表する。
(37)第2メガコンステレーション事業装置419が、衝突回避する。
具体的には、以下のとおりである。
(31)デブリ除去事業装置45は、予め、第2メガコンステレーション事業装置419の公開軌道情報61により、第2メガコンステレーション衛星群の軌道高度領域といった情報を把握する。
(32)また、第1メガコンステレーション事業装置418によるADR後のデオービット衛星の軌道情報を、デブリ除去事業装置45と第1メガコンステレーション事業装置418とが情報共有する。
(33)第1メガコンステレーション事業装置418が、デオービット衛星が第2メガコンステレーション衛星群の高度軌道領域に侵入する危険警報を発令する。
(34)第1メガコンステレーション事業装置418は、侵入時間帯における第1メガコンステレーションの個別衛星のリアルタイム高精度軌道情報を第2メガコンステレーション事業装置419に提供する。特に、侵入時間帯における第1メガコンステレーションのデオービット衛星のリアルタイム高精度軌道情報が第2メガコンステレーション事業装置419に提供される。
(35)第2メガコンステレーション事業装置419が、第1メガコンステレーションと第2メガコンステレーションとの高精度軌道情報により衝突解析を実施する。
(36)第2メガコンステレーション事業装置419が、衝突回避行動計画を立案して公表する。
(37)第2メガコンステレーション事業装置419が、衝突回避する。
本実施の形態では、以下のような各事業装置について説明した。
デブリ除去事業装置45は、第1メガコンステレーション事業者が管理する衛星によるデブリに対するADR(Active Debris Removal)を実施する。デブリ除去事業装置45は、デブリ除去衛星が軌道降下途中で通過する第2メガコンステレーション事業者の衛星群が飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯情報と、当該時間帯におけるデブリ除去衛星の予報軌道情報を第2メガコンステレーション事業者に通報する。
第1メガコンステレーション事業装置418は、第1メガコンステレーション事業者が管理する衛星によるデブリに対するADRを実施する。第1メガコンステレーション事業装置418は、デブリ除去衛星が軌道降下途中で通過する第2メガコンステレーション事業者の衛星群が飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯情報と、当該時間帯におけるデブリ除去衛星の予報軌道情報を第2メガコンステレーション事業者に通報する。
第1メガコンステレーション事業者が管理する衛星によるデブリに対するADRが実施される。第2メガコンステレーション事業装置419には、デブリ除去衛星が軌道降下途中で通過する第2メガコンステレーション事業者の衛星群が飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯情報と、当該時間帯におけるデブリ除去衛星の予報軌道情報とが通報される。
第2メガコンステレーション事業装置419は、衝突解析を実施し、前記第2メガコンステレーション事業者の衛星群を制御することにより衝突回避する。
第2メガコンステレーション事業装置419は、衝突解析を実施し、前記第2メガコンステレーション事業者の衛星群を制御することにより衝突回避する。
***他の構成***
なお、本実施の形態の変形例として、宇宙交通管理システムは、以下のデブリ除去方法を実施しても良い。
なお、本実施の形態の変形例として、宇宙交通管理システムは、以下のデブリ除去方法を実施しても良い。
第1メガコンステレーション事業装置は、第1メガコンステレーション衛星群の中からPMDする個別衛星、またはデブリ除去事業者がデブリ除去衛星によりADRする個別衛星が軌道降下途中で、以下の情報を第2メガコンステレーション事業装置に通報する。
第1メガコンステレーション事業装置は、第2メガコンステレーション衛星群の飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯情報と、当該時間帯における前記個別衛星または前記デブリ除去衛星の予報軌道情報を、第2メガコンステレーション事業装置に通報する。
第1メガコンステレーション事業装置は、第2メガコンステレーション衛星群の飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯情報と、当該時間帯における前記個別衛星または前記デブリ除去衛星の予報軌道情報を、第2メガコンステレーション事業装置に通報する。
第1メガコンステレーション事業装置は、第1メガコンステレーション衛星群の中からPMDした個別衛星、またはデブリ除去事業者がデブリ除去衛星によりADRした個別衛星が軌道降下途中で、以下の情報を第2メガコンステレーション事業装置に通報する。
第2メガコンステレーション事業装置は、第2メガコンステレーション衛星群の飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯情報と、当該時間帯における個別衛星または前記デブリ除去衛星の予報軌道情報を、第1メガコンステレーション事業装置から取得し、衝突解析および衝突回避の両方または片方を実施する。
第2メガコンステレーション事業装置は、第2メガコンステレーション衛星群の飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯情報と、当該時間帯における個別衛星または前記デブリ除去衛星の予報軌道情報を、第1メガコンステレーション事業装置から取得し、衝突解析および衝突回避の両方または片方を実施する。
***他の構成***
本実施の形態では、宇宙交通管理装置100の機能がソフトウェアで実現される。変形例として、宇宙交通管理装置100の機能がハードウェアで実現されてもよい。
本実施の形態では、宇宙交通管理装置100の機能がソフトウェアで実現される。変形例として、宇宙交通管理装置100の機能がハードウェアで実現されてもよい。
図23および図24は、本実施の形態の変形例に係る宇宙交通管理装置100の構成を示す図である。
宇宙交通管理装置100は、プロセッサ910に替えて電子回路909を備える。
電子回路909は、宇宙交通管理装置100の機能を実現する専用の電子回路である。
電子回路909は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックIC、GA、ASIC、または、FPGAである。GAは、Gate Arrayの略語である。
宇宙交通管理装置100の機能は、1つの電子回路で実現されてもよいし、複数の電子回路に分散して実現されてもよい。
別の変形例として、宇宙交通管理装置100の一部の機能が電子回路で実現され、残りの機能がソフトウェアで実現されてもよい。
宇宙交通管理装置100は、プロセッサ910に替えて電子回路909を備える。
電子回路909は、宇宙交通管理装置100の機能を実現する専用の電子回路である。
電子回路909は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックIC、GA、ASIC、または、FPGAである。GAは、Gate Arrayの略語である。
宇宙交通管理装置100の機能は、1つの電子回路で実現されてもよいし、複数の電子回路に分散して実現されてもよい。
別の変形例として、宇宙交通管理装置100の一部の機能が電子回路で実現され、残りの機能がソフトウェアで実現されてもよい。
プロセッサと電子回路の各々は、プロセッシングサーキットリとも呼ばれる。つまり、宇宙交通管理装置100の機能は、プロセッシングサーキットリにより実現される。
***本実施の形態の効果の説明***
本実施の形態に係る宇宙交通管理システムおよび宇宙交通管理方法の例1によれば、デブリ除去事業者は、他事業者メガコンステレーション衛星群の飛翔軌道高度領域を通過する時間帯に限定して、他事業者メガコンステレーション衛星群のリアルタイム高精度軌道情報を取得し、衝突回避することができる。
本実施の形態に係る宇宙交通管理システムおよび宇宙交通管理方法の例1によれば、デブリ除去事業者は、他事業者メガコンステレーション衛星群の飛翔軌道高度領域を通過する時間帯に限定して、他事業者メガコンステレーション衛星群のリアルタイム高精度軌道情報を取得し、衝突回避することができる。
また、本実施の形態に係る宇宙交通管理システムおよび宇宙交通管理方法の例2によれば、デブリ除去事業者が、危険警報を発令して、メガコンステレーション衛星群側が危険解析と衝突回避行動をとることができる。
なお、デブリ除去事業者が、危険警報を発令して、メガコンステレーション衛星群側が危険解析と衝突回避行動をとる方法では、デブリ除去事業者が迷惑をかける加害者側、通過されるメガコンステレーション事業者は迷惑を受ける被害者側の構図となる。万が一衝突事故が発生した場合に、デブリ除去事業者が事故発生責任を負う構図ともなれば、デブリ除去事業の成立性が揺らぐ事態となりかねない。そこで、本実施の形態に係る宇宙交通管理システムおよび宇宙交通管理方法の例3によれば、ADR自体はデブリ除去事業者が実施する場合であっても、ADRの依頼者であるメガコンステレーション事業者が、侵入するメガコンステレーション事業者Bに対して危険警報を通達する。そして、危険解析と衝突回避行動をとらせることができる。
多くのメガコンステレーション事業者は運命共同体であって、自システムよりも高高度と、自システムよりも低高度の両方に、他のメガコンステレーション事業者が存在する場合、盾と矛の関係で、デオービット途中の高高度衛星がより低高度の他事業者飛翔領域に侵入するリスクと、ロケット打ち上げによる新規衛星の軌道投入時により高高度の他事業者飛翔領域に侵入するリスクが発生する。
図12の例では、メガコンステ事業者A、B、Cいずれも自衛星群よりも高高度に別事業者の衛星群が存在し、かつ自衛星群よりも低高度にも別事業者の衛星群が存在している。
図12の例では、メガコンステ事業者A、B、Cいずれも自衛星群よりも高高度に別事業者の衛星群が存在し、かつ自衛星群よりも低高度にも別事業者の衛星群が存在している。
したがって、非定常宇宙物体が定常運用軌道に侵入する場合の衝突回避責任、あるいは、万が一衝突が発生した場合の事故責任に関して、一方的に加害者と被害者の立場が分かれるわけではなく、事業者A、事業者B、事業者Cの立場はいつでも主客逆転しうる。このため、複数のメガコンステ事業者が共存共栄できる仕組み作りをしければ、メガコンステ事業のサステイナビリティの担保は困難である。よって、本実施の形態に係る宇宙交通管理システムおよび宇宙交通管理方法の例3によれば、運命共同体の「お互い様」の構図の中でデブリ除去が実現できるので、デブリ除去事業の継続性を担保できるという効果がある。
実施の形態2.
本実施の形態では、主に、実施の形態1と異なる点および実施の形態1に追加する点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態1と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態では、主に、実施の形態1と異なる点および実施の形態1に追加する点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態1と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
メガコンステレーション事業者の出現により、軌道高度500km以下に数千機の衛星が天空網羅的に飛翔する状況となっている。1000km以上の高高度からデブリ除去事業者がADRしてデオービット過程の衛星と低高度メガコンステが衝突するリスクがある。メガコンステレーション事業者のみが保有するリアルタイム高精度軌道情報により危険解析を実施し、衝突回避する仕組みを実現する必要がある。
宇宙物体の軌道情報をOADR(Open Architecture Data Repository)と呼ばれる公開情報システムを構築して事業者が情報共有し、宇宙物体の飛行安全を確保する検討が進められている。
本実施の形態では、OADRと呼ばれる公開情報システムにより宇宙物体の飛行安全を確保する態様について説明する。
本実施の形態では、OADRと呼ばれる公開情報システムにより宇宙物体の飛行安全を確保する態様について説明する。
国際連携の公的機関としてOADRを整備する場合には、事業者に対して国境を超えて指示あるいは要請をする権限が付与される可能性がある。
例えば世界各国の事業者が保有する宇宙物体の軌道情報を一元的に管理する上で、国際的な合意に基づくルールの下でOADRに軌道情報を提供する指示あるいは要請ができれば合理的である。
例えば世界各国の事業者が保有する宇宙物体の軌道情報を一元的に管理する上で、国際的な合意に基づくルールの下でOADRに軌道情報を提供する指示あるいは要請ができれば合理的である。
特定の国が公的機関としてOADRを整備する場合には、当該国の事業者に対して指示あるいは要請をする権限が付与される可能性がある。
一方で、当該国の事業者には無条件で情報を公開し、それ以外の事業者には条件付きで情報を公開する仕組みとなる可能性もある。
一方で、当該国の事業者には無条件で情報を公開し、それ以外の事業者には条件付きで情報を公開する仕組みとなる可能性もある。
公開条件としては、有償化、価格設定、開示項目制限、開示情報の精度制限、開示頻度制限、あるいは、特定事業者に対する非開示、などが設定可能である。
例えば、当該国とそれ以外で、無償か有償かの相違、あるいは、情報取得の対価の相違が発生する可能性がある。OADRによる公開条件の設定が、宇宙交通管理の仕組み作り、あるいは、産業競争力の観点で影響力を持つことになる。
例えば、当該国とそれ以外で、無償か有償かの相違、あるいは、情報取得の対価の相違が発生する可能性がある。OADRによる公開条件の設定が、宇宙交通管理の仕組み作り、あるいは、産業競争力の観点で影響力を持つことになる。
安全保障に資する宇宙物体の秘匿情報は、国が公的機関として整備するOADRとして保有しつつも、対外的には非公開とするのが合理的となる。このため、OADRは情報公開を目的とするデータベースの他に、非公開情報を格納するデータベースを具備する可能性もある。
また、民間事業者が保有する宇宙物体情報の中にも、企業秘密等の理由で一般公開できない情報が存在する。また、時々刻々マヌーバ制御をしていることにより、情報量あるいは更新頻度が膨大となり、一般公開するのが妥当ではない情報も存在する。
また、民間事業者が保有する宇宙物体情報の中にも、企業秘密等の理由で一般公開できない情報が存在する。また、時々刻々マヌーバ制御をしていることにより、情報量あるいは更新頻度が膨大となり、一般公開するのが妥当ではない情報も存在する。
宇宙物体の接近あるいは衝突に関わる危険解析および分析評価をする場合には、宇宙物体の秘匿性有無に関わらず、すべての宇宙物体の軌道情報を対象とする必要がある。このため公的機関としてのOADRが秘匿情報を含めて危険解析を実施して、分析評価の結果として危険が予見された場合には、公開対象あるいは公開内容に制限を付けて、条件付き公開をするのが合理的である。例えば、公開可能な情報に加工した上で、危険回避に寄与する開示対象に危険のある時間帯の軌道情報だけを公開するといった、公開対象あるいは公開内容に制限を付けて、条件付き公開をするのが合理的である。
将来、軌道上物体が増加して、接近あるいは衝突リスクが増大した場合に、デブリ除去事業者が危険なデブリを除去する手段、あるいは、メガコンステレーション事業者が軌道位置あるいは通過タイミングを変更して衝突回避する手段といった、多様な危険回避対策が必要となる。公的機関であるOADRが、事業者に対して危険回避行動の実行を指示ないし要請できれば、宇宙の飛行安全を確保する上で絶大な効果が期待できる。
宇宙事業に経験が浅く、危険回避に資する情報に乏しい新興国ベンチャー事業者、あるいは大学といった機関が管理する宇宙物体が存在する。このような宇宙事業に経験が浅く、危険回避に資する情報に乏しい機関が管理する宇宙物体が、メガコンステレーションの飛翔する軌道高度帯に侵入することが予見された場合は、OADRが仲介して必要な事業者に情報送信することにより、迅速かつ効果的に危険回避が可能となる。
また、民間事業者に対して危険回避対策の実行、あるいは、宇宙保険を斡旋ないし紹介することで、宇宙交通管理の促進と産業化にも寄与できる。
また、民間事業者に対して危険回避対策の実行、あるいは、宇宙保険を斡旋ないし紹介することで、宇宙交通管理の促進と産業化にも寄与できる。
OADRの実現形態としては、以下のような形態がある。
・公開データベースのみを具備する形態。
・危険解析手段、衝突回避支援手段、あるいは宇宙状況把握(SSA)手段を保有して、主体的に危険回避に寄与する形態。
・事業者に対する指示、要請、斡旋、あるいは紹介を実施して、情報管理により危険回避に寄与する形態。
OADRの実現形態としては、上記の形態の他にも多様な可能性がある。
・公開データベースのみを具備する形態。
・危険解析手段、衝突回避支援手段、あるいは宇宙状況把握(SSA)手段を保有して、主体的に危険回避に寄与する形態。
・事業者に対する指示、要請、斡旋、あるいは紹介を実施して、情報管理により危険回避に寄与する形態。
OADRの実現形態としては、上記の形態の他にも多様な可能性がある。
なお、「OADRが方法の実施を斡旋する」とは、例えば、デブリ除去方法あるいは宇宙交通管理方法といった方法を実施する主体がOADR以外の複数の外部事業装置であり、OADRが強制的に命令するわけではなく、複数の事業装置の間を仲介して実施を促す場合を表している。「OADRがデブリ除去方法の実施を斡旋する」を言い換えると、例えば、「OADR以外の複数の外部事業装置が協力してデブリ除去方法を実施するようOADRが仲介する」ともいう。あるいは、「仲介」は「指導」に置き換えてもよい。
以下に本実施の形態に係るOADRの構成例について説明する。
<OADRの構成例1>
図25は、本実施の形態に係るOADR800の構成例1である。
OADR800は、宇宙物体の軌道情報を公開する公開情報システムである。OADR800は、宇宙物体の軌道情報を格納するデータベース810とサーバ820を具備する。
データベース810は、公開情報を格納する第一のデータベース811と非公開情報を格納する第二のデータベース812を具備する。
図25は、本実施の形態に係るOADR800の構成例1である。
OADR800は、宇宙物体の軌道情報を公開する公開情報システムである。OADR800は、宇宙物体の軌道情報を格納するデータベース810とサーバ820を具備する。
データベース810は、公開情報を格納する第一のデータベース811と非公開情報を格納する第二のデータベース812を具備する。
サーバ820は、非公開情報を含む宇宙物体情報を、宇宙交通管理装置と、SSA事業装置(宇宙状況監視事業装置)と、衝突回避支援事業装置と、メガコンステレーション事業装置と、デブリ除去事業装置の全てまたは一部の事業装置から取得して第二のデータベース812に格納する。宇宙交通管理装置は、例えば、CSpOCに具備される。
なお米国CSpOCでは従来双方向回線は具備せず、一方向的に危険警報を報知してきたが、CSpOCが宇宙交通管理装置を具備すれば、宇宙交通管理装置により他事業装置と双方向の通信回線を通じて宇宙交通管理に寄与することも可能となる。
なお米国CSpOCでは従来双方向回線は具備せず、一方向的に危険警報を報知してきたが、CSpOCが宇宙交通管理装置を具備すれば、宇宙交通管理装置により他事業装置と双方向の通信回線を通じて宇宙交通管理に寄与することも可能となる。
また、サーバ820は、公開対象と公開内容を限定する条件付き公開情報を生成して第一のデータベース811に格納する。
そして、サーバ820は、SSA事業装置と、衝突回避支援事業装置と、メガコンステレーション事業装置と、デブリ除去事業装置と、宇宙保険を扱う宇宙保険事業装置と、の中の特定事業装置に限定して条件付き公開情報を送信する。
そして、サーバ820は、SSA事業装置と、衝突回避支援事業装置と、メガコンステレーション事業装置と、デブリ除去事業装置と、宇宙保険を扱う宇宙保険事業装置と、の中の特定事業装置に限定して条件付き公開情報を送信する。
構成例1のOADR800は、上記の機能を実現しつつ、実施の形態1で説明したデブリ除去方法の実施を斡旋する。
CSpOCが保有する、安全保障に資する宇宙物体の秘匿情報は、OADRに限定して公開される可能性がある。接近あるいは衝突リスクは、秘匿情報を含めて解析して予見する必要がある。
条件付き公開可能な情報に加工した後に、衝突リスクに関わる事業装置に限定して、衝突回避支援に資する条件付き公開情報を情報共有する。これにより、民間事業者でも衝突回避行動が実施可能になる。
また、民間事業者が保有する宇宙物体情報の中にも、一般公開できない宇宙物体情報については、同様に条件付き公開可能情報にOADRが加工することで衝突回避あるいはデブリ除去が可能になる。
条件付き公開可能な情報に加工した後に、衝突リスクに関わる事業装置に限定して、衝突回避支援に資する条件付き公開情報を情報共有する。これにより、民間事業者でも衝突回避行動が実施可能になる。
また、民間事業者が保有する宇宙物体情報の中にも、一般公開できない宇宙物体情報については、同様に条件付き公開可能情報にOADRが加工することで衝突回避あるいはデブリ除去が可能になる。
以上の実施の形態1,2では、宇宙交通管理システム、宇宙交通管理装置、および事業装置の各部を独立した機能ブロックとして説明した。しかし、宇宙交通管理システム、宇宙交通管理装置、および事業装置の構成は、上述した実施の形態のような構成でなくてもよい。宇宙交通管理システムおよび宇宙交通管理装置の機能ブロックは、上述した実施の形態で説明した機能を実現することができれば、どのような構成でもよい。また、宇宙交通管理システム、宇宙交通管理装置、および事業装置の各々は、1つの装置でも、複数の装置から構成されたシステムでもよい。
また、実施の形態1,2のうち、複数の部分を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、1つの部分を実施しても構わない。その他、これらの実施の形態を、全体としてあるいは部分的に、どのように組み合わせて実施しても構わない。
すなわち、実施の形態1,2では、実施の形態1,2のいずれかの部分の自由な組み合わせ、あるいは任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態1,2において任意の構成要素の省略が可能である。
すなわち、実施の形態1,2では、実施の形態1,2のいずれかの部分の自由な組み合わせ、あるいは任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態1,2において任意の構成要素の省略が可能である。
なお、上述した実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本開示の範囲、本開示の適用物の範囲、および本開示の用途の範囲を制限することを意図するものではない。上述した実施の形態は、必要に応じて種々の変更が可能である。
20 衛星コンステレーション、21 軌道面、211 データベース、212 サーバ、30 衛星、31 衛星制御装置、32 衛星通信装置、33 推進装置、34 姿勢制御装置、35 電源装置、40 事業装置、301 メガコンステレーション衛星群、41 メガコンステレーション事業装置、411 衝突解析部、412 対策立案部、431 軌道解析部、432 通報部、42 宇宙物体事業装置、43 衝突回避支援事業装置、44 宇宙物体管理事業装置、45 デブリ除去事業装置、46 ロケット打ち上げ事業装置、47 SSA事業装置、48 ロケット打ち上げ支援事業装置、418 第1メガコンステレーション事業装置、419 第2メガコンステレーション事業装置、51 軌道予報情報、52 衛星軌道予報情報、53 デブリ軌道予報情報、511 宇宙物体ID、512 予報元期、513 予報軌道要素、514 予報誤差、60 宇宙物体、70 地球、100 宇宙交通管理装置、140 記憶部、55 軌道制御コマンド、61 公開軌道情報、64 リアルタイム高精度軌道情報、500 宇宙交通管理システム、600 衛星コンステレーション形成システム、11,11b 衛星コンステレーション形成部、300 衛星群、700,701 地上設備、510 軌道制御コマンド生成部、520 解析予測部、909 電子回路、910 プロセッサ、921 メモリ、922 補助記憶装置、930 入力インタフェース、940 出力インタフェース、941 表示機器、950 通信装置、101 宇宙情報レコーダー、102 危険警報装置、103 危険解析装置、104 危険回避行動支援装置、105 危険回避行動実施計画情報、200 通信回線、800 OADR、810 データベース、811 第一のデータベース、812 第二のデータベース、820 サーバ。
Claims (12)
- 100機以上の衛星から成る衛星コンステレーションであるメガコンステレーションを管理する複数のメガコンステレーション事業装置の各々と、宇宙空間におけるデブリを除去するデブリ除去事業装置との各々に実装されるとともに、データベースとサーバを備える宇宙交通管理装置を通信回線で接続した宇宙交通管理システムであって、
デブリ除去事業装置は、
第1メガコンステレーション事業者が管理する衛星によるデブリに対するADR(Active Debris Removal)を実施し、デブリ除去衛星が軌道降下途中で通過する第2メガコンステレーション事業者の衛星群が飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯における前記衛星群のリアルタイム高精度軌道情報を取得し、飛行安全を確保しながら前記衛星群を通過する宇宙交通管理システム。 - 100機以上の衛星から成る衛星コンステレーションであるメガコンステレーションを管理する複数のメガコンステレーション事業装置の各々と、宇宙空間におけるデブリを除去するデブリ除去事業装置との各々に実装されるとともに、データベースとサーバを備える宇宙交通管理装置を通信回線で接続した宇宙交通管理システムであって、
デブリ除去事業装置は、
第1メガコンステレーション事業者が管理する衛星によるデブリに対するADR(Active Debris Removal)を実施し、デブリ除去衛星が軌道降下途中で通過する第2メガコンステレーション事業者の衛星群が飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯情報と、当該時間帯におけるデブリ除去衛星の予報軌道情報を第2メガコンステレーション事業者に通報し、
第2メガコンステレーション事業者の利用する第2メガコンステレーション事業装置は、衝突解析を実施し、前記第2メガコンステレーション事業者の衛星群を制御することにより衝突回避する宇宙交通管理システム。 - 100機以上の衛星から成る衛星コンステレーションであるメガコンステレーションを管理する複数のメガコンステレーション事業装置の各々と、宇宙空間におけるデブリを除去するデブリ除去事業装置との各々に実装されるとともに、データベースとサーバを備える宇宙交通管理装置を通信回線で接続した宇宙交通管理システムであって、
デブリ除去事業装置は、
第1メガコンステレーション事業者が管理する衛星によるデブリに対するADR(Active Debris Removal)を実施し、
第1メガコンステレーション事業者が利用する第1メガコンステレーション事業装置が、デブリ除去衛星が軌道降下途中で通過する第2メガコンステレーション事業者の衛星群が飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯情報と、当該時間帯におけるデブリ除去衛星の予報軌道情報を、第2メガコンステレーション事業者が利用する第2メガコンステレーション事業装置に通報し、
前記第2メガコンステレーション事業装置は、衝突解析を実施し、前記第2メガコンステレーション事業者の衛星群を制御することにより衝突回避する宇宙交通管理システム。 - 100機以上の衛星から成る衛星コンステレーションであるメガコンステレーションを管理する複数のメガコンステレーション事業装置の各々と、宇宙空間におけるデブリを除去するデブリ除去事業装置との各々に実装されるとともに、データベースとサーバを備える宇宙交通管理装置を通信回線で接続した宇宙交通管理システムのデブリ除去方法であって、
デブリ除去事業装置は、
第1メガコンステレーション事業者が管理する衛星によるデブリに対するADR(Active Debris Removal)を実施し、デブリ除去衛星が軌道降下途中で通過する第2メガコンステレーション事業者の衛星群が飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯における前記衛星群のリアルタイム高精度軌道情報を取得し、飛行安全を確保しながら前記衛星群を通過するデブリ除去方法。 - 100機以上の衛星から成る衛星コンステレーションであるメガコンステレーションを管理する複数のメガコンステレーション事業装置の各々と、宇宙空間におけるデブリを除去するデブリ除去事業装置との各々に実装されるとともに、データベースとサーバを備える宇宙交通管理装置を通信回線で接続した宇宙交通管理システムのデブリ除去方法であって、
デブリ除去事業装置は、
第1メガコンステレーション事業者が管理する衛星によるデブリに対するADR(Active Debris Removal)を実施し、デブリ除去衛星が軌道降下途中で通過する第2メガコンステレーション事業者の衛星群が飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯情報と、当該時間帯におけるデブリ除去衛星の予報軌道情報を第2メガコンステレーション事業者に通報し、
第2メガコンステレーション事業者の利用する第2メガコンステレーション事業装置は、衝突解析を実施し、前記第2メガコンステレーション事業者の衛星群を制御することにより衝突回避するデブリ除去方法。 - 100機以上の衛星から成る衛星コンステレーションであるメガコンステレーションを管理する複数のメガコンステレーション事業装置の各々と、宇宙空間におけるデブリを除去するデブリ除去事業装置との各々に実装されるとともに、データベースとサーバを備える宇宙交通管理装置を通信回線で接続した宇宙交通管理システムのデブリ除去方法であって、
デブリ除去事業装置は、
第1メガコンステレーション事業者が管理する衛星によるデブリに対するADR(Active Debris Removal)を実施し、
第1メガコンステレーション事業者が利用する第1メガコンステレーション事業装置が、デブリ除去衛星が軌道降下途中で通過する第2メガコンステレーション事業者の衛星群が飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯情報と、当該時間帯におけるデブリ除去衛星の予報軌道情報を、第2メガコンステレーション事業者が利用する第2メガコンステレーション事業装置に通報し、
前記第2メガコンステレーション事業装置は、衝突解析を実施し、前記第2メガコンステレーション事業者の衛星群を制御することにより衝突回避するデブリ除去方法。 - 100機以上の衛星から成る衛星コンステレーションであるメガコンステレーションを管理する複数のメガコンステレーション事業装置の各々と、宇宙空間におけるデブリを除去するデブリ除去事業装置との各々に実装されるとともに、データベースとサーバを備える宇宙交通管理装置を通信回線で接続した宇宙交通管理システムのデブリ除去事業装置において、
第1メガコンステレーション事業者が管理する衛星によるデブリに対するADR(Active Debris Removal)を実施し、デブリ除去衛星が軌道降下途中で通過する第2メガコンステレーション事業者の衛星群が飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯情報と、当該時間帯におけるデブリ除去衛星の予報軌道情報を第2メガコンステレーション事業者に通報するデブリ除去事業装置。 - 100機以上の衛星から成る衛星コンステレーションであるメガコンステレーションを管理する第1メガコンステレーション事業装置および第2メガコンステレーション事業装置の各々と、宇宙空間におけるデブリを除去するデブリ除去事業装置との各々に実装されるとともに、データベースとサーバを備える宇宙交通管理装置を通信回線で接続した宇宙交通管理システムの第1メガコンステレーション事業装置において、
第1メガコンステレーション事業者が管理する衛星によるデブリに対するADR(Active Debris Removal)を実施し、デブリ除去衛星が軌道降下途中で通過する第2メガコンステレーション事業者の衛星群が飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯情報と、当該時間帯におけるデブリ除去衛星の予報軌道情報を第2メガコンステレーション事業者に通報する第1メガコンステレーション事業装置。 - 100機以上の衛星から成る衛星コンステレーションであるメガコンステレーションを管理する第1メガコンステレーション事業装置および第2メガコンステレーション事業装置の各々と、宇宙空間におけるデブリを除去するデブリ除去事業装置との各々に実装されるとともに、データベースとサーバを備える宇宙交通管理装置を通信回線で接続した宇宙交通管理システムの第2メガコンステレーション事業装置において、
第1メガコンステレーション事業者が管理する衛星によるデブリに対するADR(Active Debris Removal)を実施し、デブリ除去衛星が軌道降下途中で通過する第2メガコンステレーション事業者の衛星群が飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯情報と、当該時間帯におけるデブリ除去衛星の予報軌道情報を第2メガコンステレーション事業者に通報し、
第2メガコンステレーション事業者の利用する第2メガコンステレーション事業装置は、衝突解析を実施し、前記第2メガコンステレーション事業者の衛星群を制御することにより衝突回避する第2メガコンステレーション事業装置。 - 100機以上の衛星から成る衛星コンステレーションであるメガコンステレーションを管理する複数のメガコンステレーション事業装置の各々と、宇宙空間におけるデブリを除去するデブリ除去事業装置との各々に実装されるとともに、データベースとサーバを備える宇宙交通管理装置を通信回線で接続した宇宙交通管理システムのメガコンステレーション事業装置において、
第1メガコンステレーション事業者の第1メガコンステレーション衛星群の中からPMD(Post Mission Disposal)する個別衛星、またはデブリ除去事業者がデブリ除去衛星によりADR(Active Debris Removal)する個別衛星が軌道降下途中で、第2メガコンステレーション事業者の第2メガコンステレーション衛星群の飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯情報と、当該時間帯における前記個別衛星または前記デブリ除去衛星の予報軌道情報を、第2メガコンステレーション事業装置に通報する第1メガコンステレーション事業装置。 - 100機以上の衛星から成る衛星コンステレーションであるメガコンステレーションを管理する複数のメガコンステレーション事業装置の各々と、宇宙空間におけるデブリを除去するデブリ除去事業装置との各々に実装されるとともに、データベースとサーバを備える宇宙交通管理装置を通信回線で接続した宇宙交通管理システムのメガコンステレーション事業装置において、
第1メガコンステレーション事業者の第1メガコンステレーション衛星群の中からPMD(Post Mission Disposal)した個別衛星、またはデブリ除去事業者がデブリ除去衛星によりADR(Active Debris Removal)した個別衛星が軌道降下途中で、第2メガコンステレーション事業者の第2メガコンステレーション衛星群の飛翔する軌道高度領域を通過する時間帯情報と、当該時間帯における個別衛星または前記デブリ除去衛星の予報軌道情報を、第1メガコンステレーション事業装置から取得し、衝突解析および衝突回避の両方または片方を実施する第2メガコンステレーション事業装置。 - 宇宙物体の軌道情報を格納するデータベースとサーバを具備し、宇宙物体の軌道情報を公開するOADR(Open Architecture Data Repository)であって、
前記データベースが公開情報を格納する第一のデータベースと非公開情報を格納する第二のデータベースを具備し、
前記サーバが、
非公開情報を含む宇宙物体情報を、宇宙交通を管理する宇宙交通管理装置と、宇宙状況を監視する宇宙状況監視事業装置と、宇宙における宇宙物体の衝突回避支援を行う衝突回避支援事業装置と、メガコンステレーションを管理するメガコンステレーション事業装置と、デブリ除去を支援するデブリ除去事業装置の全てまたは一部の事業装置から取得して第二のデータベースに格納し、
公開対象と公開内容を限定する条件付き公開情報を生成して前記第一のデータベースに格納し、
前記宇宙状況監視事業装置と、前記衝突回避支援事業装置と、前記メガコンステレーション事業装置と、前記デブリ除去事業装置と、宇宙保険を扱う宇宙保険事業装置と、の中の特定事業装置に限定して前記条件付き公開情報を送信する、
請求項4から請求項6のいずれか1項に記載のデブリ除去方法の実施を斡旋するOADR。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20180111702A1 (en) | 2016-10-25 | 2018-04-26 | Marshall H. Kaplan | Apparatus and Methods for Orbital Debris Removal |
WO2019078348A1 (ja) | 2017-10-20 | 2019-04-25 | 三菱電機株式会社 | 通信装置および通信方法 |
US20190389602A1 (en) | 2017-02-08 | 2019-12-26 | Klaus Schilling | Small satellite capable of formation flying, and formation of multiple small satellites |
Family Cites Families (1)
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---|---|---|---|---|
JP6652816B2 (ja) * | 2015-11-13 | 2020-02-26 | 三菱重工業株式会社 | 宇宙物体観測システム及び宇宙物体観測方法 |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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