JP7271464B2

JP7271464B2 - 宇宙交通管理システム、宇宙交通管理装置、宇宙交通管理方法、事業装置、および計測誤差精査装置

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Publication number: JP7271464B2
Application number: JP2020040878A
Authority: JP
Inventors: 久幸迎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2023-05-11
Anticipated expiration: 2040-03-10
Also published as: JP2023090827A; JP2021142779A

Description

本開示は、宇宙交通管理システム、宇宙交通管理装置、宇宙交通管理方法、保険金支払いシステム、宇宙保険支援装置、宇宙保険プログラム、事業装置、宇宙保険事業装置、および計測誤差精査装置に関する。

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。

従来、米国のＣＳｐＯＣ（ＣｏｍｂｉｎｅｄＳｐａｃｅＯｐｅｒａｔｉｏｎｓＣｅｎｔｅｒ）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。

特許文献１には、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。

特開２０１７－１１４１５９号公報

宇宙空間のデブリの増加、および、メガコンステレーションの登場による衛星数の増加に伴い、宇宙物体の監視が難しくなり、従来の米国ＣＳｐＯＣによる警報発令サービスの継続が難しくなっている。一方、宇宙物体の衝突回避を的確に行うためには、高精度に宇宙状況監視（ＳＳＡ：ＳｐａｃｅＳｉｔｕａｔｉｏｎＡｗａｒｅｎｅｓｓ）を行う必要がある。
特許文献１には、衛星コンステレーションを形成する衛星における衝突回避の方式については記載されていない。

本開示は、高精度に宇宙状況監視を行うことを目的とする。

本開示に係る宇宙交通管理システムは、
各々が宇宙を飛行する宇宙物体を管理する管理事業者に備えられた複数の事業装置に実装された複数の宇宙交通管理装置を備えた宇宙交通管理システムにおいて、
前記複数の宇宙交通管理装置の各々は、
他の宇宙交通管理装置から宇宙物体の軌道情報を取得して記録する宇宙情報レコーダーと、
前記宇宙情報レコーダーに設定された情報を精査する計測誤差精査装置と
を具備し、
前記宇宙情報レコーダーは、衛星ＩＤ（ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）と時刻情報と位置情報と計測誤差と情報提供者情報と情報更新日情報を含む実績軌道情報を具備し、
前記計測誤差精査装置は、前記情報提供者情報に基づき前記計測誤差の信ぴょう性を査定して、前記信ぴょう性の査定結果に基づいて、前記他の宇宙交通管理装置から取得した情報から軌道情報として採用する情報を抽出し、抽出した情報を採用して更新後軌道情報を生成する。

本開示に係る宇宙交通管理システムによれば、高精度に宇宙状況監視を行うことができるという効果がある。

複数衛星が連携して地球の全球に亘り通信サービスを実現する例。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。極域近傍で交差する複数の軌道面を有する衛星コンステレーションの例。極域以外で交差する複数の軌道面を有する衛星コンステレーションの例。衛星コンステレーション形成システムの構成図。衛星コンステレーション形成システムの衛星の構成図。衛星コンステレーション形成システムの地上設備の構成図。衛星コンステレーション形成システムの機能構成例。実施の形態１に係る宇宙交通管理システムの構成図。実施の形態１に係る予報軌道情報の例。実施の形態１に係る実績軌道情報の例。実施の形態１に係る宇宙交通管理システムの全体構成例。実施の形態１に係る宇宙保険加入事業装置の構成例。実施の形態１に係る宇宙交通管理システムの構成例。実施の形態１に係る宇宙交通管理システムの動作を表すフロー図。実施の形態１に係る宇宙交通管理システムの効果を説明するための図。実施の形態１の変形例に係る宇宙交通管理装置の構成図。実施の形態２に係る宇宙物体侵入警報装置の構成例。実施の形態２に係る宇宙物体侵入警報装置による宇宙物体侵入警報処理のフロー図。実施の形態２に係る衛星コンステレーションを通過するデブリの予測軌道と侵入警報の例を示す図。実施の形態２に係る保険金支払いシステムの構成例。実施の形態２に係る保険金支払いシステムの保険金支払処理の例１から例３を示すフロー図。実施の形態２に係る保険金支払いシステムの保険金支払処理の例４を示すフロー図。

以下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。

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。

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、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。メガコンステレーションは、例えば、１００機以上の衛星群により構成されたコンステレーションである。また、上記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：ＳｐａｃｅＴｒａｆｆｉｃＭａｎａｇｅｍｅｎｔ）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、ＰｏｓｔＭｉｓｓｉｏｎＤｉｓｐｏｓａｌの略語である。ＡＤＲは、ＡｃｔｉｖｅＤｅｂｒｉｓＲｅｍｏｖａｌの略語である。

また、宇宙状況監視（ＳＳＡ）の国際協力を含む体制強化および観測精度向上に伴う、把握可能な宇宙物体のサイズは、より小さなものまで監視可能となっている。また、監視可能な宇宙物体の総数はより多くなっている。

メガコンステレーション整備に伴う宇宙物体数の激増は、宇宙空間の衝突リスクを増加される原因のひとつとなる。仮に人工宇宙物体同士の衝突はＳＴＭといった人為的な活動の効果として回避できたとしても、宇宙空間に浮遊するデブリ衝突がトリガとなる連鎖衝突リスクは依然深刻な問題である。
デブリ自体が微小物体であったとしても、相対速度が大きい衝突条件であれば、衛星が爆裂的に破壊するリスクがあり、飛散した破片による高次被害が連鎖するリスクがある。
数千機のメガコンステレーションにおいて、同一高度に２５００機程度の衛星が飛翔する構想が発表されている。定常運用時において前衛星の飛翔位置を時間管理することにより、自システム内の衝突を回避する方式が主流となっている。しかしながらデブリ衝突がトリガとなり、１機の衛星に軌道姿勢制御の異常が発生して当初の時間管理の制御を逸脱する場合、あるいは、破片が飛散した場合に、同一軌道高度を飛翔する他の衛星に衝突するリスクは非常に高い。

このような衝突リスクを回避するためには、デブリの軌道情報と、メガコンステレーションの軌道情報を一元的に管理して、衝突予測解析を実施するのが合理的である。デブリ情報は、ＳＳＡの領域において、バスケットボール大のデブリ約２万個が監視可能と言われてきた。更に将来米国のスペースフェンスと呼ばれる監視能力向上に伴い、ソフトボール大２０万個の監視が可能になると言われている。
仮に２０万個のデブリ情報をＳＳＡ事業者が情報更新しながら維持管理するとした場合、更にメガコンステレーション事業者が保有する１万機以上の軌道情報を一元的に管理することには多くの課題がある。例えば自然現象に基づく軌道予測のみならず、衛星自身が保有する軌道姿勢制御を用いた場合に、その効果を軌道予測解析に反映する必要があり、膨大な作業量を伴う。また、メガコンステレーション事業者が常に最新かつ精度の高い衛星情報をＳＳＡ事業者に開示するとは限らない。また２０万個のデブリ監視は決して必要十分な規模ではない。ソフトボールよりも小さな微小デブリでも衛星を破壊できるほどのポテンシャルを持ち得る。よって、将来は更にサイズが小さく、膨大な量のデブリを監視する必要性が増す。
一方メガコンステレーション事業者が、２０万に及ぶデブリ情報を含めて一元管理することも作業量などの観点から現実的ではない。更に複数のメガコンステレーション事業者の情報を一元的に集約することは容易ではない。

以上のような状況下において、ＳＳＡ事業者がデブリ軌道情報をメガコンステレーション事業者に渡し、メガコンステレーション事業者が自システム内の衛星との衝突解析を実施するのが好適である。メガコンステレーションでは特定軌道高度に数千機の衛星が飛翔する。よって、デブリ軌道情報としては、メガコンステレーションが運用する特定軌道高度を通過する予測時刻および予測位置、速度ベクトル情報があれば、メガコンステレーション事業者は衝突リスクのある衛星を識別して衝突予測解析を実施することが可能となる。

ここで、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４２、衛星事業装置４３、あるいは軌道遷移事業装置４４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。

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、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。

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：ＡｐｏｇｅｅＫｉｃｋＭｏｔｏｒ）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（ＬｉｎｅＯｆＳｉｇｈｔ）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、ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔの略称である。ＦＰＧＡは、ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ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、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、衛星コンステレーション形成システム６００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。

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、更に、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＊＊＊
図９は、本実施の形態に係る宇宙交通管理システム５００の構成図である。
宇宙交通管理システム５００は、宇宙交通管理装置１００を備える。宇宙交通管理装置１００は、各事業装置４０に備えられる。事業装置４０は、宇宙を飛行する宇宙物体６０を管理する管理事業者に具備される装置である。
また、宇宙交通管理装置１００は、他の事業装置４０と通信回線を介して接続される。

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。
事業装置４０には、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４２、衛星事業装置４３、軌道遷移事業装置４４、デブリ除去事業装置４５、ロケット打上げ事業装置４６、ＳＳＡ事業装置４７、および宇宙保険事業装置４８といった装置が含まれる。ＬＥＯは、ＬｏｗＥａｒｔｈＯｒｂｉｔの略語である。

メガコンステレーション事業装置４１は、１００機以上、例えば数百機から数千機の衛星から成る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。
ＬＥＯコンステレーション事業装置４２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４３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４４は、衛星の宇宙交通管理を行う軌道遷移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。
ロケット打上げ事業装置４６は、ロケット打上げ事業を行うロケット打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。
宇宙保険事業装置４８は、宇宙保険を運用するコンピュータである。

また、宇宙保険に加入する管理事業者の事業装置４０を宇宙保険加入事業装置ともいう。つまり、宇宙保険加入事業装置は、宇宙保険への加入を希望する管理事業者の事業装置である。
宇宙保険加入事業装置には、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４２、衛星事業装置４３、軌道遷移事業装置４４、デブリ除去事業装置４５、およびロケット打上げ事業装置４６といった事業装置が含まれる。

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に関する情報を収集し、収集した情報を宇宙交通管理装置１００に提供する装置であれば、その他の装置でもよい。また、宇宙交通管理装置１００が、ＳＳＡの公開サーバ上に搭載される場合は、宇宙交通管理装置１００がＳＳＡの公開サーバとして機能する構成でもよい。
なお、事業装置４０から宇宙交通管理装置１００に提供される情報については、説明する。

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。

宇宙交通管理装置１００は、機能要素の一例として、宇宙交通管理部１１０と計測誤差精査部１２０と記憶部１４０を備える。記憶部１４０には、例えば、宇宙情報レコーダー１０１が記憶されている。

宇宙交通管理部１１０と計測誤差精査部１２０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。

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（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）である。プロセッサ９１０の具体例は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）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（ＳｔａｔｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、あるいはＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）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、ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅの略語である。ＳＤ（登録商標）は、ＳｅｃｕｒｅＤｉｇｉｔａｌの略語である。ＣＦは、ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ（登録商標）の略語である。ＤＶＤは、ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ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（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）端子である。なお、入力インタフェース９３０は、ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）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）（ＨｉｇｈＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＩｎｔｅｒｆａｃｅ）端子である。ディスプレイは、具体的には、ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）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（ＮｅｔｗｏｒｋＩｎｔｅｒｆａｃｅＣａｒｄ）である。宇宙交通管理装置１００は、通信装置９５０を介して、他の事業装置４０との通信を行う。

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（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）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。すなわち、宇宙交通管理部１１０は、宇宙交通管理装置でもよい。また、計測誤差精査部１２０は、計測誤差精査装置でもよい。

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、宇宙交通管理処理と計測誤差精査処理の「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。

図１０は、本実施の形態に係る予報軌道情報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予報軌道情報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、予報軌道情報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予報軌道情報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４１、ＬＥＯコンステレーション事業装置４２、衛星事業装置４３、軌道遷移事業装置４４、デブリ除去事業装置４５、ロケット打上げ事業装置４６、ＳＳＡ事業装置４７、および宇宙保険事業装置４８といったコンピュータである。

予報軌道情報５１には、衛星予報軌道情報５２とデブリ予報軌道情報５３とが含まれる。衛星予報軌道情報５２には、衛星の軌道の予報値が設定されている。デブリ予報軌道情報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、衛星予報軌道情報５２とデブリ予報軌道情報５３とが予報軌道情報５１に含まれる構成であるが、衛星予報軌道情報５２とデブリ予報軌道情報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。

予報軌道情報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１０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１０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予報軌道情報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、予報軌道情報５１に設定されていてもよい。
このように、予報軌道情報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。

図１１を用いて、本実施の形態に係る実績軌道情報５５２の例を説明する。
実績軌道情報５５２には、宇宙物体ＩＤ５２１、実績元期５２２、実績軌道要素５２３、および特定実績５２４が設定される。特定実績５２４には、特定時刻２４１と実績位置座標２４２とが設定される。すなわち、実績軌道情報５５２には、特定時刻２４１における宇宙物体６０の情報が設定される。

宇宙物体ＩＤ５２１は、宇宙物体６０を識別する識別子である。宇宙物体ＩＤ５２１の構成は、宇宙物体ＩＤ５１１と同様である。

実績元期５２２は、複数の宇宙物体の各々の軌道の実際の元期である。
実績軌道要素５２３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。実績軌道要素５２３は、複数の宇宙物体の各々の軌道の実際の軌道要素である。図１１では、予報軌道要素５１３と同様に、実績軌道要素５２３には、ケプラー軌道６要素が設定されている。

特定実績５２４は、特定時刻２４１と、特定時刻２４１に対応する宇宙物体６０の位置座標が実績位置座標２４２として設定される。このように、実績軌道情報５５２は、宇宙物体６０の特定時刻２４１における位置座標である実績位置座標２４２を含む。

＊＊＊本実施の形態に係る宇宙交通管理システム５００の機能の説明＊＊＊
図１２は、本実施の形態に係る宇宙交通管理システム５００の全体構成例である。
宇宙交通管理システム５００は、複数の宇宙交通管理装置１００を備える。
複数の宇宙交通管理装置１００の各々は、宇宙を飛行する宇宙物体６０を管理する複数の事業者の各々の事業装置４０に実装される。複数の宇宙交通管理装置１００は、互いに通信回線で接続されている。

図１３は、本実施の形態に係る宇宙保険加入事業装置４０１の構成例である。
宇宙保険に加入する事業者の事業装置４０である宇宙保険加入事業装置４０１の宇宙交通管理装置１００は、宇宙情報レコーダー１０１と、計測誤差精査装置１０８を備える。
宇宙情報レコーダー１０１は、他の宇宙交通管理装置１００から宇宙物体の軌道情報を取得して記録する。
計測誤差精査装置１０８は、宇宙情報レコーダー１０１に設定された情報を精査する。

宇宙情報レコーダー１０１は、例えば、図１０の予報軌道情報５１および実績軌道情報５５２である。
また、計測誤差精査装置１０８は、例えば、図１０の計測誤差精査部１２０である。

図１３に示すように、宇宙情報レコーダー１０１は、衛星ＩＤ（ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）と時刻情報と位置情報と計測誤差と情報提供者情報と情報更新日情報を含む実績軌道情報を具備する。
時刻情報は、具体的には、ＵＴＳ（ＣｏｏｒｄｉｎａｔｅｄＵｎｉｖｅｒｓａｌＴｉｍｅ）時刻である。
情報提供者情報には、情報提供事業装置の識別子である情報提供事業装置ＩＤが設定される。

計測誤差精査装置１０８は、情報提供者情報に基づき計測誤差の信ぴょう性を査定する。計測誤差精査装置１０８は、信ぴょう性の査定結果に基づいて、他の宇宙交通管理装置１００から取得した情報から軌道情報として採用する情報を抽出し、抽出した情報を採用して更新後軌道情報を生成する。

図１４は、本実施の形態に係る宇宙交通管理システム５００の構成例を示す図である。
複数の事業装置は、宇宙状況を監視するＳＳＡ（宇宙状況監視）事業装置と、宇宙保険を運用する宇宙保険事業装置と、宇宙保険に加入する宇宙保険加入事業装置とを含む。
図１４の構成例では、宇宙交通管理システム５００は、ＳＳＡ事業者ＡのＳＳＡ事業装置Ａと、ＳＳＡ事業者ＢのＳＳＡ事業装置Ｂと、宇宙保険加入事業者Ｃの宇宙保険加入事業装置Ｃと、宇宙保険事業者Ｄの宇宙保険事業装置Ｄとを含む。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、通信回線で接続されている。

宇宙保険事業装置と宇宙保険加入事業装置とは、共通のアルゴリズムで稼働する計測誤差精査装置１０８を具備する。
宇宙保険事業装置は、実績軌道情報の計測誤差を評価指標として採用し、宇宙物体衝突保険において支払う保険金の査定処理を実行する。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１５は、本実施の形態に係る宇宙交通管理システム５００の動作を表すフロー図である。
図１４および図１５を用いて、本実施の形態に係る宇宙交通管理システム５００の動作について説明する。

（１）宇宙保険事業装置Ｄと宇宙保険加入事業装置Ｃの各々は、ＳＳＡ事業装置Ａから地上設置レーダーにより計測された実績軌道情報における計測誤差を受信し、宇宙情報レコーダー１０１に設定する（ステップＳ１１）。また、宇宙保険事業装置Ｄと宇宙保険加入事業装置Ｃの各々は、ＳＳＡ事業装置Ｂから地上設置光学望遠鏡により計測された実績軌道情報における計測誤差を受信し、宇宙情報レコーダー１０１に設定する。
（２）宇宙保険加入事業装置Ｃの計測誤差精査装置１０８は、ＳＳＡ事業装置ＡとＳＳＡ事業装置Ｂとの信ぴょう性を査定する（ステップＳ１２）。宇宙保険加入事業装置Ｃの計測誤差精査装置１０８は、査定結果に基づいて、軌道情報として採用する情報を抽出し、抽出した情報を採用して更新後軌道情報を生成する（ステップＳ１３）。
（３）宇宙保険加入事業装置Ｃは、実績軌道情報を申告値として宇宙保険事業装置Ｄに送信する（ステップＳ１４）。
（４）宇宙保険事業装置Ｄと宇宙保険加入事業装置Ｃとは、共通のアルゴリズムで稼働する計測誤差精査装置１０８を具備する。そこで、宇宙保険事業装置Ｄの計測誤差精査装置１０８は、ＳＳＡ事業装置ＡとＳＳＡ事業装置Ｂとの信ぴょう性を査定し査定結果に基づいて、軌道情報として採用する情報を抽出し、抽出した情報を採用して更新後軌道情報を生成する（ステップＳ１５）。
（５）宇宙保険事業装置Ｄの計測誤差精査装置１０８は、更新後軌道情報に基づいて、宇宙保険加入事業装置Ｃから取得した申告値を追確認する（ステップＳ１６）。そして、宇宙保険事業装置Ｄは、実績軌道情報の計測誤差を評価指標として採用し、宇宙物体衝突保険において支払う保険金の査定処理を実行する。

＊＊＊本実施の形態の効果の説明＊＊＊
図１６は、本実施の形態に係る宇宙交通管理システム５００の効果を説明するための図である。
計測誤差が小さいほど、支払われる保険金が高額になる保険制度の場合には、複数のＳＳＡ事業者から取得した軌道情報のうち、精度の高い成分を採用することが可能である。例えば、地上レーダー装置で計測した情報は測距性能に優れるので、軌道高度の計測精度が高い（楕円バブル８０１）。また、地上光学望遠鏡で計測した情報は角度計測性能に優れるので、軌道位置の計測精度が高い（楕円バブル８０２）。このような特長を持つため、軌道高度はレーダー計測によるＳＳＡ事業装置から取得し、位置情報は光学望遠鏡計測によるＳＳＡ事業者から取得して、軌道情報をマージするのが合理的である（楕円バブル８０３）。但し異なる情報源から取得した情報による情報更新には透明性と客観性の確保が必要不可欠となる。
そこで、共通のデータ処理アルゴリズムを具備する計測誤差精査装置１０８を宇宙保険に加入する宇宙物体の事業装置だけではなく、宇宙保険事業装置も具備することにより、更新後軌道情報の妥当性を第三者検証できる仕組みとする。
この効果として、透明性と客観性を担保した情報更新と精度向上が可能となるという効果がある。

計測誤差の信ぴょう性について、より詳しく説明する。
情報提供者情報としては、例えば、ＳＳＡ事業者が保有する宇宙状況監視装置の方式、機器構成、性能、および配置といった情報が有効である。
レーダー計測装置は測距性能に優れるので、楕円バブル８０１に示すように軌道高度方向は高精度である反面、Θａｚ、Θｅｌ方向の誤差が大きい。更に、レーダー計測装置が地球上緯度方向に数か所配置されることによりΘａｚ方向について高精度化が可能となることは、物理的、原理的に客観的にも理解できるので、信ぴょう性が高い。
また光学望遠鏡は地球上からの視野角を高精度で計測できるので、楕円バブル８０２に示すようにΘａｚ、Θｅｌ方向は高精度の計測ができる。しかし、その奥行き方向の計測性能が低いため、軌道高度の測定誤差が大きくなることも、物理的、原理的に客観的にも理解できるので、信ぴょう性が高い。
双方の計測方法で高精度の情報を組み合わせた共通エリア、すなわち楕円バブル８０３は、測定誤差の小さい高精度情報となる。
同様に衛星事業者が自衛星の軌道上搭載ＧＰＳ受信機で計測した情報は、地上計測による方法よりも高精度であることも客観的に納得できる。更に、計測データの実績が示されれば更に信ぴょう性が向上することになる。

宇宙物体の衝突事故発生において、軌道上実績の計測精度が高いほど保険金査定が有利になる宇宙保険があったと想定する。この宇宙保険の場合、宇宙保険加入希望事業者は、複数のＳＳＡ事業者から宇宙物体情報を入手した上で、それぞれのＳＳＡ事業者の精度の高い情報を選別し、宇宙保険事業者に申告する計測精度を高めることを期待する。
そこで、本実施の形態の計測誤差精査装置では、複数ＳＳＡ事業装置が具備する宇宙情報レコーダーから宇宙物体の軌道情報を入手し、同一衛星ＩＤに対する複数事業者から取得した軌道情報の計測手段に応じて、信ぴょう性が高い情報を選別する。そして、計測誤差精査装置は、軌道情報を更新する。
更に、宇宙保険事業者に対して更新後の軌道情報の妥当性根拠を示すために、計測誤差精査装置を宇宙保険事業者の事業装置も具備し、アルゴリズムを共有する。これにより、同じ情報源に基づく情報を利用すれば、同じ更新情報が再現できる環境を整備することにより、宇宙保険加入希望事業者の更新後軌道情報を追確認可能とする。

例えば、地上設置レーダーにより宇宙状況監視をするＳＳＡ事業者Ａと地上光学望遠鏡により宇宙状況監視をするＳＳＡ事業者Ｂが同一宇宙物体の計測をしたと仮定する。レーダーは測距性能が高いので軌道高度の計測精度が高いという特長を持つが、緯度方向と経度方向の計測精度を高めるのが難しい。一方で、光学望遠鏡は地上からターゲットの方位角を高精度で計測できるので、時刻と緯度と経度の計測精度が高いという特長があるが、軌道高度の計測精度を高めるのが難しい。
そこで、宇宙保険加入事業者ＣがＳＳＡ事業者ＡとＳＳＡ事業者Ｂから同一衛星ＩＤの軌道情報を取得する。そして、計測誤差精査装置は、同一衛星ＩＤの軌道半径誤差はＳＳＡ事業者Ａの軌道情報を採用し、時刻誤差と経度方向角度誤差と緯度方向角度誤差はＳＳＡ事業者Ｂの軌道情報を採用して更新後軌道情報とする。これにより、宇宙保険加入事業者Ｃは、計測誤差の小さな軌道情報を宇宙保険事業者に提供可能となる。
更に、宇宙保険事業者ＤでもＳＳＡ事業者ＡとＳＳＡ事業者Ｂから同一衛星ＩＤの軌道情報を取得し、同じアルゴリズムを有する計測誤差精査装置を動作させる。これにより、宇宙保険加入事業者Ｃと同じ更新後軌道情報を再現できるので、更新後軌道情報の信ぴょう性を担保できるという効果がある。

＊＊＊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。

図１７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、ＧａｔｅＡｒｒａｙ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。

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、あるいは、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と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

宇宙物体の衝突が予見された場合は、ＳＳＡ事業者が接近警報あるいは衝突警報を発令し、必要に応じて宇宙基地ＩＳＳ（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｐａｃｅＳｔａｔｉｏｎ）あるいは衛星事業者等が回避行動をとっていた。
一方、メガコンステレーションの登場に伴い、高精度軌道情報を保有するメガコンステレーション事業者以外の外部機関が衝突予測解析を実施するのが困難となっている。このため、警報システムの見直しが必要である。

メガコンステレーション事業者が天空網羅的に衛星を配備する特定軌道高度に着目して、デオービットして軌道降下中の衛星あるいはデブリが当該高度を通過することが予測された場合に、当該高度への侵入警報を発令するシステムが必要である。
また地球観測目的の光学衛星が多用する太陽同期軌道のＬＳＴ１０：３０近傍、高度５００から８００ｋｍの密集軌道、あるいは、極軌道衛星が頻繁に通過する極域および高緯度域といった密集領域が存在する。このような密集領域の通過においては、衝突リスクの高い衛星が多数に及び、該当する事業者も多数になる可能性が高い。しかも回避行動が実施できない懸念もある。そこで密集領域に対しても、デオービットして軌道降下中の衛星あるいはデブリが侵入することが予測された場合、当該密集領域に対する侵入警報を発令するシステムが必要である。

メガコンステレーションへの侵入警報については、メガコンステレーション事業者が自己の保有する高精度軌道情報を使って衝突解析を実施し、要すれば衝突回避行動をとることが可能となる。
密集領域への侵入警報については、当事者への通報と共に、デブリ除去事業者に通報し、侵入する物体側をデブリ除去することによって、衝突回避できる可能性がある。

衝突事故に係る宇宙保険として、偶発事故あるいは偶発故障に対する保険適用がなされてきた。一方、メガコンステレーションの採用する軌道高度あるいは密集領域通過時の侵入警報が発令される状況は、偶発事故とは言い難く、予見性のある衝突事故と見做し得る。
更に、衝突事故が発生した場合に、近傍を飛翔する衛星に連鎖衝突して被害が拡大するリスクが高いという特徴もある。
このため、メガコンステレーションあるいは密集領域通過時の侵入警報が発令される状況において宇宙保険を適用するには、保険料率、免責条項、契約条件、および保険料の見直しが必要になる。特にメガコンステレーションでは個別衛星毎に宇宙保険に加入する方式とはことなり、衛星群として保険加入する形態が合理的と考えられる。

偶発事故と、予見性のある衝突事故を区別するために、ＡｄＨｏｃな宇宙物体衝突保険を新設し、接近警報あるいは衝突警報発令後の加入が可能で、予見されたリスクが解消した後に契約終了となる仕組みが好適である。宇宙物体侵入警報システムはこれに対する新しい概念とはなるが、接近警報あるいは衝突警報と同様に、侵入警報が発令された後に宇宙衝突保険に加入できる仕組みとすることが合理的である。

なお侵入警報に対する対処行動としては、侵入する側、メガコンステレーション側、密集軌道側、あるいは極域通過衛星側といった宇宙物体が回避行動をとる可能性がある。このような可能性に加えて、デブリ除去事業者が侵入物体を除去して衝突回避する手段もありうるため、対処行動の選択肢は多岐に渡る。
更に回避行動をとった結果として別の宇宙物体に衝突するリスクが発生するなど、回避行動をとること自体のリスク評価も必要である。回避行動をとるとリスクが増えると判断される場合は、「侵入警報に対して回避行動をとらない」という選択肢もありうる。
当事者のうち誰が回避行動をとるか、あるいはデブリ除去事業者に委託するか、それらの費用負担をどう分担するかなど、当事者間の難しい交渉が必要となることから、衝突回避支援の専門家によるコンサルあるいはアドバイス等も有効となる。

図１８は、本実施の形態に係る宇宙物体侵入警報装置２００の構成例を示す図である。
宇宙物体侵入警報装置２００は、複数の事業装置４０の少なくともいずれかに搭載される。宇宙物体侵入警報装置２００は、複数の事業装置４０の各々に具備される宇宙交通管理装置１００に搭載されていてもよいし、宇宙交通管理装置１００とは別の装置として搭載されていてもよい。また、複数の事業装置４０には、宇宙物体を監視し、侵入警報を発令する警報発令事業装置が含まれており、その警報発令事業装置に搭載されていてもよい。あるいは、宇宙物体侵入警報装置２００は、全ての事業装置４０に搭載されていてもよい。

宇宙物体侵入警報装置２００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。ハードウェア構成については、図９で説明した宇宙交通管理装置１００と同様である。

宇宙物体侵入警報装置２００は、機能要素として、通過判定部２１０と警報生成部２２０と警報通知部２３０と記憶部２４０を備える。記憶部２４０には、予報軌道情報５１が記憶されている。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１９は、本実施の形態に係る宇宙物体侵入警報装置２００による宇宙物体侵入警報処理のフロー図である。
また、図２０は、本実施の形態に係る衛星コンステレーション２０を通過するデブリの予測軌道と侵入警報１１１の例を示す図である。

＜宇宙物体侵入警報処理の動作＞
ステップＳ１０１において、通過判定部２１０は、衛星予報軌道情報５２とデブリ予報軌道情報５３とに基づいて、衛星コンステレーション２０を形成する複数の衛星が飛行する軌道または領域である衛星軌道領域３０１をデブリが通過するか否かを判定する。具体的には、衛星軌道領域３０１は、衛星コンステレーション２０が形成された軌道である。衛星軌道領域３０１をデブリが通過すると判定されると、処理はステップＳ１０２に進む。衛星軌道領域をデブリが通過すると判定されない場合、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。

ステップＳ１０２において、警報生成部２２０は、デブリが通過する予測時刻と予測位置座標と予測速度ベクトル情報とを含む侵入警報１１１を生成する。
図１２では、軌道高度Ａｋｍの衛星コンステレーションＡと軌道高度Ｂｋｍの衛星コンステレーションＢが形成された衛星軌道領域３０１をデブリが通過する様子を示している。通過判定部２１０は、衛星予報軌道情報５２とデブリ予報軌道情報５３とに基づいて、デブリの予測軌道が衛星コンステレーションを通過するか否かを判定する。図１２では、衛星コンステレーションＡの入口と出口、および、衛星コンステレーションＢの入口と出口が衛星コンステレーション２０の通過点となる。
警報生成部２２０は、これらの４箇所の通過点の各々について、通過時に予測される（時刻、座標、速度ベクトル）を含む侵入警報１１１を生成する。

ステップＳ１０３において、警報通知部２３０は、侵入警報１１１を、衛星軌道領域３０１を飛行する衛星を管理する管理事業者により利用される事業装置４０に通知する。具体的には、警報通知部は、前記衛星コンステレーションを運用する衛星コンステレーション事業者により用いられる衛星コンステレーション事業装置に侵入警報を通知する。衛星コンステレーション事業装置は、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４２、あるいは衛星事業装置４３のような衛星コンステレーション事業を行う事業者である。

以下の説明において、侵入警報を宇宙物体侵入警報と呼ぶ場合もある。

図２１は、本実施の形態に係る保険金支払いシステム８００の構成例を示す図である。
本実施の形態に係る保険金支払いシステム８００は、宇宙保険事業装置４８に搭載された宇宙保険支援装置３３０を備える。宇宙保険支援装置３３０は、宇宙保険事業装置４８に具備される宇宙交通管理装置１００に搭載されていてもよいし、宇宙交通管理装置１００とは別の装置として宇宙保険事業装置４８に搭載されていてもよい。

宇宙保険支援装置３３０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。ハードウェア構成については、図９で説明した宇宙交通管理装置１００と同様である。

宇宙保険支援装置３３０は、機能要素として、宇宙保険処理部３１０と記憶部３４０を備える。記憶部３４０には、宇宙情報レコーダー１０１と、契約情報５０１が記憶されている。

宇宙情報レコーダー１０１は、複数の宇宙物体６０の宇宙物体情報５０２の一例である。
契約情報５０１は、個々の保険契約ごとに保険金支払いの契約に関する情報である。契約情報５０１には、保険料率と、事故責任査定と、保険金査定額とが含まれる。

記憶部３４０は、契約情報５０１および宇宙物体情報５０２を記録したデータベースの例である。記憶部３４０は、メモリ９２１に備えられる。あるいは、記憶部３４０は、補助記憶装置９２２に備えられていてもよい。また、記憶部３４０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。また、記憶部３４０は、宇宙保険支援装置３３０とは別のファイルサーバに備えられていてもよい。

また、宇宙保険支援装置３３０は、契約情報５０１を記録したデータベースと、宇宙物体情報５０２を記録したデータベースとを備えるサーバの例である。
保険金支払いシステム８００は、契約情報５０１を記録したデータベースと、宇宙物体情報５０２を記録したデータベースとを備えるサーバを含む。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図２２は、本実施の形態に係る保険金支払いシステム８００の保険金支払処理の例１から例３を示すフロー図である。

＜保険金支払処理の例１＞
例１では、複数の宇宙物体に含まれる宇宙物体Ａが、太陽同期軌道ＬＳＴ１０：００から１１：００において衛星群が存在する軌道高度３００ｋｍから１０００ｋｍの範囲に侵入することが予見できた場合について説明する。
宇宙物体情報５０２には、前記範囲である密集範囲に宇宙物体Ａが侵入することが予見された際、衛星情報管理事業者から取得する宇宙物体侵入警報と、侵入の予見される宇宙物体Ａが密集範囲に侵入してから離脱するまでの予報時間帯と、予報軌道情報とが含まれる。

宇宙保険支援装置３３０の宇宙保険処理部３１０は、以下の段階を含む。
・宇宙物体侵入警報を取得してから契約を受け付ける段階。
・宇宙物体が衛星群の密集する密集範囲に侵入する条件により保険料率を決める段階。
・衝突事故が発生した後に衝突回避能力の有無により事故責任を査定する段階。
・衝突回避能力の有無により支払い保険金を査定する段階。
・保険金を支払う段階。
・支払いを完了して契約を終了する段階か、免責により契約を終了する段階か、または宇宙物体衝突警報による衝突事故が発生せずに契約を終了する段階。

具体的には、以下の通りである。
ステップＳ１０１において、宇宙保険処理部３１０は、宇宙物体侵入警報が発令されたと判定すると、ステップＳ１０２に進む。
ステップＳ１０２において、宇宙保険処理部３１０は、宇宙保険の契約を受け付ける処理を行う。
ステップＳ１０３において、宇宙保険処理部３１０は、宇宙物体Ａが衛星群の密集する密集範囲に侵入する条件と、契約情報５０１に含まれる保険料率とに基づいて、保険料率を決定する。
ステップＳ１０４において、宇宙保険処理部３１０は、衝突事故が発生した後に衝突回避能力の有無により事故責任を査定し、契約情報５０１に事故責任査定として設定する。
ステップＳ１０５において、宇宙保険処理部３１０は、契約情報５０１の事故責任査定に基づいて、支払い保険金を査定し、契約情報５０１に保険金査定額として設定する。
ステップＳ１０６において、宇宙保険処理部３１０は、保険金を支払う処理を実行する。
ステップＳ１０７において、宇宙保険処理部３１０は、支払いを完了して契約を終了する処理、免責により契約を終了する処理、または宇宙物体侵入警報による衝突事故が発生せずに契約を終了する処理のいずれかを実行する。

＜保険金支払処理の例２＞
例２では、複数の宇宙物体に含まれる宇宙物体Ａが、極軌道衛星群が密集する北緯８０度以上、または南緯８０度以上であって、軌道高度３００ｋｍから１０００ｋｍの範囲に侵入することが予見できた場合について説明する。
宇宙物体情報５０２には、前記範囲である密集範囲に宇宙物体Ａが侵入することが予見された際、衛星情報管理事業者から取得する宇宙物体侵入警報と、侵入の予見される宇宙物体Ａが密集範囲に侵入してから離脱するまでの予報時間帯と、予報軌道情報とが含まれる。

宇宙保険支援装置３３０の宇宙保険処理部３１０が、宇宙物体侵入警報を取得し、宇宙保険を契約してから、契約を終了するまでの段階あるいは処理は、上記例１と同様である。

＜保険金支払処理の例３＞
例３では、複数の宇宙物体に含まれる宇宙物体Ａが、１００機以上の衛星から成るコンステレーションであるメガコンステレーションを構成する衛星群が存在する軌道高度帯と緯度帯である密集範囲に侵入することが予見できた場合について説明する。
宇宙物体情報５０２には、衛星情報管理事業者から取得する宇宙物体侵入警報と、侵入の予見される宇宙物体Ａが密集範囲に侵入してから離脱するまでの予報時間帯と、予報軌道情報とが含まれる。

宇宙保険支援装置３３０の宇宙保険処理部３１０が、宇宙物体侵入警報を取得し、宇宙保険を契約してから、契約を終了するまでの段階あるいは処理は、上記例１および例２と同様である。

＜保険金支払処理の例４＞
例４では、衛星情報管理事業者から取得した宇宙物体に関する予報により、打上げ途中のロケット、軌道遷移途中の衛星、またはデオービット途中の宇宙物体が衛星群の密集する密集範囲に侵入することが予見された場合について説明する。衛星情報管理事業者から取得した宇宙物体に関する予報とは、具体的には、ロケット打上げ予報、衛星軌道遷移予報、または宇宙物体のデオービット予報である。
宇宙物体情報５０２には、ロケット、衛星、または宇宙物体が衛星群の密集する密集範囲に侵入してから離脱するまでの予報時間情報と予報軌道情報とが含まれる。

宇宙保険支援装置３３０の宇宙保険処理部３１０は、以下の段階を含む。
・ロケット打上げ、衛星の軌道遷移、またはデオービット途中の衛星通過の予報を取得してから契約を受け付ける段階。
・宇宙物体が衛星群の密集する密集範囲に侵入する条件により保険料率を決める段階。
・衝突事故が発生した後に衝突回避能力の有無により事故責任を査定する段階。
・衝突回避能力の有無により支払い保険金を査定する段階。
・保険金を支払う段階。
・支払いを完了して契約を終了する段階か、免責により契約を終了する段階か、または宇宙物体衝突警報による衝突事故が発生せずに契約を終了する段階。

図２３は、本実施の形態に係る保険金支払いシステム８００の保険金支払処理の例４を示すフロー図である。
具体的には、以下の通りである。
ステップＳ１０１ａにおいて、宇宙保険処理部３１０は宇宙物体に関する予報を取得したと判定すると、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２からステップＳ１０７については、図２２と同様である。

本実施の形態では、宇宙保険支援装置３３０が以下の処理を行うことを説明した。
宇宙保険支援装置３３０は、複数の宇宙物体のうち宇宙物体Ａと宇宙物体Ｂが衝突した場合に、予め徴収した保険料から保険金を支払う処理を実行する。
宇宙保険処理部３１０は、例えば、メガコンステレーションの衛星群が存在する軌道高度帯と緯度帯に他の宇宙物体が侵入することが予見できた場合に侵入警報を発令する手段を具備する宇宙物体レコーダーにより、宇宙物体侵入警報が発令されたと判定する。宇宙保険処理部３１０は、宇宙物体侵入警報が発令された後に、衝突が予見された宇宙物体を保有する管理事業者が加入する宇宙衝突保険の処理を実行する。この宇宙衝突保険は、予見された衝突事故が実際に発生した際に保険金が支払われ、衝突の危険を通知する危険警報が発令された危険時間帯を事故なく経過した場合は契約終了となるアドホックな宇宙衝突保険である。

＊＊＊他の構成＊＊＊
なお、実施の形態１，２では、以下のような装置についても説明した。
宇宙物体を管理する管理事業者に備えられ、宇宙交通管理装置を実装する事業装置について説明した。
宇宙物体を管理する事業装置は、衛星事業装置、コンステレーション衛星事業装置、メガコンステレーション衛星事業装置、ロケット事業装置、デブリ除去事業装置、宇宙保険事業装置、衛星情報管理事業装置、宇宙状況監視事業装置、のいずれかである。なお、衛星情報管理事業装置は宇宙状況監視事業装置と同義である場合もあり、宇宙状況監視事業装置はＳＳＡ事業装置とも呼ぶ。

また、実施の形態２で説明した保険金支払いシステムを実行する宇宙保険事業装置について説明した。

また、宇宙交通管理システム、ないし、宇宙交通管理装置、ないし、宇宙交通管理方法を実行する計測誤差精査装置について説明した。

以上の実施の形態１，２では、各装置および各システムの各部を独立した機能ブロックとして説明した。しかし、各装置および各システムの構成は、上述した実施の形態のような構成でなくてもよい。各装置および各システムの機能ブロックは、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、各装置は、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、３０衛星、３０ａデブリ除去衛星、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、３６捕獲装置、４０事業装置、４１メガコンステレーション事業装置、４２ＬＥＯコンステレーション事業装置、４３衛星事業装置、４４軌道遷移事業装置、４５デブリ除去事業装置、４６ロケット打上げ事業装置、４７ＳＳＡ事業装置、４８宇宙保険事業装置、５１予報軌道情報、５２衛星予報軌道情報、５３デブリ予報軌道情報、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、１０１宇宙情報レコーダー、１０８計測誤差精査装置、１１０宇宙交通管理部、１２０計測誤差精査部、２１０通過判定部、１１１侵入警報、２００宇宙物体侵入警報装置、２２０警報生成部、２３０警報通知部、１４０，２４０，３４０記憶部、２４１特定時刻、２４２実績位置座標、５５軌道制御コマンド、５６制御コマンド、５７捕獲コマンド、３０１衛星軌道領域、５００宇宙交通管理システム、５０１契約情報、５０２宇宙物体情報、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、３３０宇宙保険支援装置、７００，７０１，７０２地上設備、５１０軌道制御コマンド生成部、５２０解析予測部、８００保険金支払いシステム、８０１，８０２，８０３楕円バブル、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。

Claims

各々が宇宙を飛行する宇宙物体を管理する管理事業者に備えられた複数の事業装置に実装された複数の宇宙交通管理装置を備えた宇宙交通管理システムにおいて、
前記複数の宇宙交通管理装置の各々は、
他の宇宙交通管理装置から宇宙物体の軌道情報を取得して記録する宇宙情報レコーダーと、
前記宇宙情報レコーダーに設定された情報を精査する計測誤差精査装置と
を具備し、
前記宇宙情報レコーダーは、衛星ＩＤ（ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）と時刻情報と位置情報と計測誤差と情報提供者情報と情報更新日情報を含む実績軌道情報を具備し、
前記計測誤差精査装置は、前記情報提供者情報に基づき前記計測誤差の信ぴょう性を査定して、前記信ぴょう性の査定結果に基づいて、前記他の宇宙交通管理装置から取得した情報から軌道情報として採用する情報を抽出し、抽出した情報を採用して更新後軌道情報を生成する宇宙交通管理システム。
前記複数の事業装置は、
宇宙状況を監視する宇宙状況監視事業装置と、宇宙保険を運用する宇宙保険事業装置と、宇宙保険に加入する宇宙物体事業装置とを含み、
前記複数の宇宙交通管理装置は、通信回線で接続されており、
前記宇宙保険事業装置と前記宇宙物体事業装置とは、共通のアルゴリズムで稼働する前記計測誤差精査装置を具備する請求項１に記載の宇宙交通管理システム。
前記宇宙保険事業装置は、
前記実績軌道情報の計測誤差を評価指標として採用し、宇宙物体衝突保険において支払う保険金の査定処理を実行する請求項２記載の宇宙交通管理システム。
宇宙を飛行する宇宙物体を管理する管理事業者に備えられた事業装置に実装される宇宙交通管理装置において、
複数の管理事業者の事業装置から宇宙物体の軌道情報を取得して記録する宇宙情報レコーダーと、
前記宇宙情報レコーダーに設定された情報を精査する計測誤差精査装置と
を具備し、
前記宇宙情報レコーダーは、衛星ＩＤ（ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）と時刻情報と位置情報と計測誤差と情報提供者情報と情報更新日情報を含む実績軌道情報を具備し、
前記計測誤差精査装置は、前記情報提供者情報に基づき前記計測誤差の信ぴょう性を査定して、前記信ぴょう性の査定結果に基づいて、前記複数の管理事業者の事業装置から取得した情報から軌道情報として採用する情報を抽出し、抽出した情報を採用して更新後軌道情報を生成する宇宙交通管理装置。
宇宙を飛行する宇宙物体を管理する管理事業者に備えられた事業装置に実装される宇宙交通管理装置の宇宙物体管理方法において、
前記宇宙交通管理装置の宇宙情報レコーダーが、複数の管理事業者の事業装置から宇宙物体の軌道情報を取得して記録し、
前記宇宙交通管理装置の計測誤差精査装置が、前記宇宙情報レコーダーに設定された情報を精査し、
前記宇宙情報レコーダーは、衛星ＩＤ（ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）と時刻情報と位置情報と計測誤差と情報提供者情報と情報更新日情報を含む実績軌道情報を具備し、
前記計測誤差精査装置は、前記情報提供者情報に基づき前記計測誤差の信ぴょう性を査定して、前記信ぴょう性の査定結果に基づいて、前記複数の管理事業者の事業装置から取得した情報から軌道情報として採用する情報を抽出し、抽出した情報を採用して更新後軌道情報を生成する宇宙交通管理方法。
宇宙物体を管理する管理事業者に備えられた事業装置であって、請求項４に記載の宇宙交通管理装置を実装する事業装置。
前記事業装置が、
衛星事業装置、コンステレーション事業装置、メガコンステレーション事業装置、ロケット打上げ事業装置、デブリ除去事業装置、宇宙保険事業装置、衛星情報管理事業装置、および、宇宙状況監視事業装置のいずれかである請求項６記載の事業装置。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の宇宙交通管理システム、請求項４に記載の宇宙交通管理装置、あるいは、請求項５に記載の宇宙交通管理方法を実行する計測誤差精査装置。