JP7455018B2 - 宇宙物体管理システム、地上設備、宇宙物体管理装置および監視衛星 - Google Patents
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Description
高分解能な監視装置を監視衛星に搭載し、監視衛星から宇宙物体を監視する場合、高分解能な監視装置は一般的に狭域しか監視できないため、飛翔する宇宙物体を監視することが難しい。
しかし、狭域しか監視できない監視装置によって宇宙物体を監視する方法は、特許文献1には開示されていない。
静止軌道に沿って飛翔する監視衛星と、
地上の対象地域に設置され前記監視衛星と通信する通信設備と、
宇宙物体の情報を管理する宇宙物体管理装置と、
を備える。
前記監視衛星は、
宇宙物体を監視するための監視装置と、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに東側を指向する東側カメラと、
を備える。
前記監視衛星が、前記対象地域の標準時における当日18時から翌日6時までの間に静止軌道の高度よりも低い高度を飛翔して静止軌道に沿って飛翔する宇宙物体である対象物体に対して相対的に東方へ移動しながら前記対象物体を前記東側カメラによって撮影し、撮影によって得られた撮影情報を前記通信設備へ送信する。
前記宇宙物体管理装置が、前記標準時における翌日18時から翌々日6時までの前記対象物体の軌道情報を前記通信設備を使って前記監視衛星へ送信する。
前記監視衛星が、前記標準時における翌日18時から翌々日6時までの間に、前記軌道情報に基づいて前記監視装置に前記対象物体を指向させて前記監視装置によって前記対象物体を監視する。
宇宙物体管理システム100について、図1から図16に基づいて説明する。
宇宙物体は、静止軌道または静止軌道の近傍を飛翔する。例えば、宇宙物体は、スペースデブリまたは人工衛星である。
監視の対象となる宇宙物体を「対象物体」と称する。
宇宙物体管理システム100は、監視衛星200と、地上設備110と、を備える。
監視衛星200は、静止軌道に沿って飛翔して対象物体および地球を監視する人工衛星である。
地上設備110は、地上に設置され監視衛星200と通信する設備である。
地上設備110が設置される地域を「対象地域」と称する。
監視装置201は、対象物体を監視するための装置である。具体的には、監視装置201は可視光学センサである。但し、監視装置201は、赤外線センサまたは合成開口レーダ(SAR)などであってもよい。
東側カメラ202は、監視装置201が地心方向を指向する姿勢で監視衛星200が飛翔するときに東側を指向することが可能な位置および向きで監視衛星200に搭載された広角カメラである。
西側カメラ203は、監視装置201が地心方向を指向する姿勢で監視衛星200が飛翔するときに西側を指向することが可能な位置および向きで監視衛星200に搭載された広角カメラである。
推進装置211は、監視衛星200の速度を変化させる。具体的には、推進装置211は電気推進機である。例えば、推進装置211は、イオンエンジンまたはホールスラスタである。
姿勢制御装置212は、監視衛星200の姿勢と監視衛星200の角速度と監視装置201の視線方向といった姿勢要素を制御する。姿勢制御装置212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212は、各姿勢要素を所望の方向に維持する。姿勢制御装置212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。例えば、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等である。例えば、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・ジャイロ等である。例えば、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110からの制御コマンドに基づいて制御プログラムを実行することによって、アクチュエータを制御する。
電源装置213は、太陽電池、バッテリおよび電力制御装置などを備え、監視衛星200に搭載される各機器に電力を供給する。
通信装置221は、地上設備110と通信する。具体的には、通信装置221は、監視情報、撮影情報およびテレメトリなどを地上設備110へ送信する。また、通信装置221は、軌道情報および制御コマンドなどを地上設備110から受信する。「情報」は「データ」と読み替えることができる。
監視情報は、監視装置201が対象物体を監視することによって得られる情報である。
撮影情報は、東側カメラ202または西側カメラ203が対象物体を撮影することによって得られる情報である。
監視制御装置230は、処理回路231を備え、監視衛星200の各機器を制御する。例えば、監視制御装置230は、地上設備110からの制御コマンドに従って各機器を制御する。
処理回路231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231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、例えば、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。
監視衛星200は、監視装置201の監視方向を対象物体に向けるためのポインティング機能を備える。ポインティング機能は、監視方向を変更する機能である。
例えば、監視衛星200は、リアクションホイールを備える。リアクションホイールは、監視衛星200の姿勢を制御するための装置である。リアクションホイールによって監視衛星200の姿勢を制御することによって、ボディポインティングが実現される。
例えば、監視装置201は、ポインティング機構を備える。ポインティング機構は、監視する方向を変えるための機構である。例えば、ポインティング機構には、駆動ミラー等が利用される。
監視装置201は、分解能可変機能およびオートフォーカス機能を有する。
分解能可変機能は、分解能を変える機能である。
オートフォーカス機能は、焦点を合わせる機能である。
監視衛星200の速度が上がると、監視衛星200の高度が上昇する。そして、監視衛星200の高度が上昇すると、監視衛星200の対地速度が下がる。対地速度が下がると、監視衛星200は、地上の施設および静止軌道上の宇宙物体に対して相対的に西方へ移動する。
監視衛星200の速度が下がると、監視衛星200の高度が下降する。そして、監視衛星200の高度が下降すると、監視衛星200の対地速度が上がる。対地速度が上がると、監視衛星200は、地上の施設および静止軌道上の宇宙物体に対して相対的に東方へ移動する。
通信設備111は、監視衛星200と通信する。具体的には、通信設備111は、監視情報、撮影情報およびテレメトリなどを監視衛星200から受信する。また、通信設備111は、軌道情報および制御コマンドなどを監視衛星200へ送信する。
宇宙物体管理装置112は、処理回路113を備え、宇宙物体の情報を管理する。例えば、宇宙物体管理装置112は、宇宙物体の各時刻の位置情報および宇宙物体の軌道情報などを管理する。宇宙物体管理装置112は、宇宙状況把握(SSA)の事業者のサーバに相当する。
処理回路113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113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、例えば、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。
図2から図7に基づいて、対象物体101の監視の概要を説明する。
地球102を囲っている点線円は、静止軌道103を表している。
静止軌道103に付されている各時刻は、地上設備110が設置されている地域(対象地域)における標準時である。
各図において、黒星マークは、対象物体101を表している。
図3は、9時から15時までの間、監視衛星200が静止軌道103の高度よりも高い高度を飛翔して対象物体101に追い抜かれながら監視装置201によって対象物体101を監視する様子を示している。静止軌道103の高度よりも高い高度を「高高度」と称する。
静止軌道103の対象物体101を監視するためには、低高度を対象物体101に対して相対的に東方へ移動しながら対象物体101を監視すること(東方移動監視)が有効である。また、高高度を対象物体101に対して相対的に西方へ移動しながら対象物体101を監視すること(西方移動監視)が有効である。
光学的な監視では、対象物体101の太陽光反射を検知するため、太陽と監視衛星200と対象物体101の相対的な位置関係が監視可否の制約条件となる。
低高度からの東方移動監視では、太陽に対して地球102の裏側(すなわち夜側)に相当する18時から6時までの時間帯が監視可能な時間帯となる。
高高度からの西方移動監視では、太陽光が当たる地球102の表側(すなわち日中側)に相当する6時から18時までの時間帯が監視可能な時間帯となる。
高分解能な監視装置201で高品質な監視データを取得するためには、低高度からの東方移動監視において21時から3時までの時間帯が監視に好適な時間帯となる。また、高高度からの西方移動監視において9時から15時までの時間帯が監視に好適な時間帯となる。
図5は、9時から15時までの間、監視衛星200が高高度を飛翔して対象物体101に追い抜かれながら西側カメラ203によって対象物体101を監視する様子を示している。
高分解能な監視装置201によって対象物体101を監視するにあたり、監視衛星200は、対象物体101の計画軌道情報に基づいて対象物体101を指向する制御を行って監視装置201を動作させる。
対象物体101の計画軌道の誤差が大きい場合、または、対象物体101が計画とは異なる移動をする宇宙物体である場合、高分解能な監視装置201は狭域しか監視できないため、対象物体101が監視装置201の視野から逸脱するリスクがある。
そこで、監視装置201による対象物体101の監視の前に、分解能は粗いが広域の監視範囲を持つ広角カメラで対象物体101を監視し、対象物体101の軌道位置を確認し、対象物体101の計画軌道情報を更新することが有効である。
監視衛星200が静止軌道103の高度よりも約100キロメートル低い高度で赤道上空を飛翔した場合、監視衛星200は1日に相対的に東方へ約733キロメートル移動する。つまり、監視衛星200は1日に相対的に経度方向に約1度移動する。
監視衛星200が静止軌道103の高度よりも約100キロメートル高い高度で赤道上空を飛翔した場合、監視衛星200は1日に相対的に西方へ約733キロメートル移動する。つまり、監視衛星200は1日に相対的に経度方向に約1度移動する。
そこで、高分解能な監視装置201によって対象物体101を監視する1日前に広角カメラで対象物体101を監視するのが有効である。つまり、広角カメラによる対象物体101の事前監視が有効である。
なお、高分解能な監視装置201による監視は視野範囲と日照時間帯が限定されるため、監視衛星200の姿勢を変更して監視装置201の視線ベクトルを対象物体101へ指向しながら対象物体101を監視する。広角カメラの動作は、基本的に監視装置201の視線ベクトルが地心方向を向いている状態で実施する。
図7は、監視装置201の西方移動監視の範囲および西側カメラ203の事前監視の範囲を示している。
地球102の半径は約6700キロメートルであり、静止軌道103の高度は35800キロメートルであり、静止軌道103の半径は約42000キロメートルである。経度1度は、約730キロメートルに相当する。
監視衛星200の高度と対象物体101の高度の差が100キロメートルである場合、監視衛星200は、監視装置201によって対象物体101を1日に経度方向において約730キロメートル監視することになる。前日に、監視衛星200は、広角カメラによって対象物体101を同じ経度範囲監視することになる。
図8から図13に基づいて、宇宙物体管理システム100の動作を説明する。
図8は、東方移動監視のための事前監視の様子を示している。
図9は、東方移動監視の様子を示している。
監視衛星200は、対象地域の標準時における当日18時から翌日6時までの間に、低高度を飛翔して対象物体101に対して相対的に東方へ移動しながら、対象物体101を東側カメラ202によって撮影する。そして、監視衛星200は、撮影によって得られた情報を通信装置221によって地上設備110へ送信する。撮影によって得られた情報を「撮影情報」と称する。
地上設備110において、通信設備111は、監視衛星200から撮影情報を受信する。宇宙物体管理装置112は、受信された撮影情報に基づいて対象物体101の軌道を算出し、対象物体101の軌道情報を更新する。そして、宇宙物体管理装置112は、標準時における翌日18時から翌々日6時までの対象物体101の軌道情報を通信設備111を使って監視衛星200へ送信する。
監視衛星200は、通信装置221によって軌道情報を受信する。その後、標準時における翌日18時から翌々日6時までの間に、監視衛星200は、受信された軌道情報に基づいて監視装置201に対象物体101を指向させて、監視装置201によって対象物体101を監視する。姿勢制御装置212が監視衛星200の姿勢を制御することによって、監視装置201に対象物体101を指向させることができる。
但し、対象物体101の軌道情報は、監視衛星200によって更新されてもよい。具体的には、監視制御装置230が軌道情報を更新する。
図11は、西方移動監視の様子を示している。
監視衛星200は、対象地域の標準時における当日6時から翌日18時までの間に、高高度を飛翔して対象物体101に対して相対的に西方へ移動しながら、対象物体101を西側カメラ203によって撮影する。そして、監視衛星200は、撮影によって得られた情報を通信装置221によって地上設備110へ送信する。撮影によって得られた情報を「撮影情報」と称する。
地上設備110において、通信設備111は、監視衛星200から撮影情報を受信する。宇宙物体管理装置112は、受信された撮影情報に基づいて対象物体101の軌道を算出し、対象物体101の軌道情報を更新する。そして、宇宙物体管理装置112は、標準時における翌日6時から翌日18時までの対象物体101の軌道情報を通信設備111を使って監視衛星200へ送信する。
監視衛星200は、通信装置221によって軌道情報を受信する。その後、標準時における翌日6時から翌日18時までの間に、監視衛星200は、受信された軌道情報に基づいて監視装置201に対象物体101を指向させて、監視装置201によって対象物体101を監視する。姿勢制御装置212が監視衛星200の姿勢を制御することによって、監視装置201に対象物体101を指向させることができる。
但し、対象物体101の軌道情報は、監視衛星200によって更新されてもよい。具体的には、監視制御装置230が軌道情報を更新する。
図13は、西方移動監視のための西側カメラ203による事後監視の様子を示している。
西方移動監視のためだけでなく東方移動監視のために、西側カメラ203によって事後監視を行ってもよい。
同様に、東方移動監視のためだけでなく西方移動監視のために、東側カメラ202によって事後監視を行ってもよい。
また、監視装置201と東側カメラ202と西側カメラ203を同日の同じ時間帯に動作させてもよく、東方移動においても、西方移動においても、事前監視と監視装置201による監視と事後監視を毎日連続的に実施してもよい。
図14に基づいて、実施例1を説明する。
東側カメラ202と西側カメラ203とのそれぞれの視野角は20度未満である。
東側カメラ202の視線ベクトルは、南北軸周りに東方向から反地球方向に10度未満傾けられる。
西側カメラ203の視線ベクトルは、南北軸周りに西方向から地球方向に10度未満傾けられる。
監視装置201の視線ベクトルが地心方向を向いた状態で、東側カメラ202が、東方向から反地球方向に約10度傾斜した範囲までを監視できればよい。
反地球方向は、地球102が位置する方向に対する反対の方向である。
監視装置201の視線ベクトルが地心方向を向いた状態で、西側カメラ203が、西方向から地球方向に約10度傾斜した範囲までを監視できればよい。
地球方向は、地球102が位置する方向である。
計画軌道と実軌道の間に相違があった場合に、監視装置201の指向方向を修正できるので、監視装置201によって対象物体101を確実に監視できる。
監視衛星200の高度と対象物体101の高度の差が約100キロメートルである場合、1日に経度方向に約1度移動する。高度差が大きくなれば1日の移動量が大きくなり、高度差が小さくなれば1日の移動量が小さくなる。
したがって、厳密な角度条件は高度差に依存して変動する。しかし、変動は概ね相似的なので、角度条件が大きく変動することはない。
図15に基づいて、実施例2を説明する。
東側カメラ202と西側カメラ203とのそれぞれの視野角は20度以上40度未満である。
東側カメラ202の視線ベクトルは、南北軸周りに東方向から反地球方向に10度以上20度未満傾けられる。
西側カメラ203の視線ベクトルは、南北軸周りに西方向から地球方向に10度以上20度未満傾けられる。
***実施例3***
図16に基づいて、実施例3を説明する。
東側カメラ202と西側カメラ203とのそれぞれの視野角は30度以上である。
東側カメラ202は東方向に指向される。
西側カメラ203は西方向を指向される。
宇宙物体管理システム100について、主に実施の形態1と異なる点を図17から図36に基づいて説明する。
図17に基づいて、実施の形態2の概要を説明する。
図17は、低高度からの東方移動時の夜間監視と高高度からの西方移動時の日中監視を表している。
地球102の球状効果により、高高度からは広域監視という効果が少ない。
広域の地球102の球状効果を有効に活かすために、監視装置201の視線ベクトルを地心方向に傾斜させる。
図18に基づいて、実施例4を説明する。
東側カメラ202と西側カメラ203とのそれぞれの視野角は20度未満である。
東側カメラ202の視線ベクトルは、南北軸周りに東方向からプラス5度からマイナス5度の範囲内で傾けられる。
西側カメラ203の視線ベクトルは、南北軸周りに西方向から地球方向に10度以上20度未満傾けられる。
図19から図23に基づいて、実施例4の効果を説明する。
図19は、低高度からの東方移動監視のための事前監視の様子を示している。
低高度からの東方移動監視のための事前監視において、東側カメラ202は、太陽を直視する6時付近の時間帯を除き、対象物体101の反射光を監視できる。
高高度からの西方移動監視のための事前監視において、西側カメラ203は、太陽を直視する18時付近の時間帯を除き、対象物体101の反射光を監視できる。
西側カメラ203は、翌日の監視装置201の視野範囲外において静止軌道103の近傍の領域を監視できる。つまり、広域の監視ができる。
高高度からの西方移動監視のために、翌日以降の監視範囲に関して宇宙物体の情報を予め把握できる。
低高度からの東方移動監視のMために、前日以前の監視範囲に関して宇宙物体の情報の変化を把握できる。
図23は、高高度からの西方移動監視のための事前監視の様子を示している。事前監視において、西側カメラ203が2時間毎に監視を行う。
西側カメラ203は、逆光状態を除き、太陽光の様々な反射条件において何度も同一の宇宙物体を監視できる。そのため、太陽光の入射方向と宇宙物体の形状と宇宙物体表面の反射特性とに依存する輝度変化を把握できる。そして、監視装置201による監視の際に最適な感度特性を監視装置201に設定して精度の高い宇宙物体情報を取得できる。西側カメラ203の逆光状態とは、西側カメラ203が太陽側を指向して宇宙物体からの太陽光の反射光を観測不能な状態である。
図24に基づいて、実施例5を説明する。
東側カメラ202と西側カメラ203とのそれぞれの視野角は20度以上40度未満である。
東側カメラ202の視線ベクトルは、南北軸周りに東方向から反地球方向に0度以上10度未満傾けられる。
西側カメラ203の視線ベクトルは、南北軸周りに西方向から地球方向に20度以上30度未満傾けられる。
図25から図29に基づいて、実施例5の効果を説明する。
図25は、低高度からの東方移動監視のための事前監視の様子を示している。
低高度からの東方移動監視のための事前監視において、東側カメラ202は、太陽を直視する6時付近の時間帯を除き、対象物体101の反射光を監視できる。
図26は、高高度からの西方移動監視のための事前監視の様子を示している。
図27は、低高度からの東方移動監視のための事前監視の様子を示している。(1)は東側カメラ202の監視範囲を示している。(2)は西側カメラ203の監視範囲を示している。
高高度からの西方移動監視のための事前監視において、西側カメラ203は、太陽を直視する18時付近の時間帯を除き、対象物体101の反射光を監視できる。
図28は、高高度からの西方移動監視のための事前監視の様子を示している。事前監視において、西側カメラ203が3時間毎に監視を行う。
図29は、低高度からの東方移動監視のための事前監視の様子を示している。事前監視において、西側カメラ203が144分毎に監視を行う。
図30に基づいて、実施例6を説明する。
東側カメラ202と西側カメラ203とのそれぞれの視野角は30度以上である。
東側カメラ202の視線ベクトルは、南北軸周りに東方向から地球方向に5度以上15度未満傾けられる。
西側カメラ203の視線ベクトルは、南北軸周りに西方向から地球方向に5度以上15度未満傾けられる。
図31から図34に基づいて、実施例6の効果を説明する。
図31は、低高度からの東方移動監視のための事前監視の様子を示している。
低高度からの東方移動監視のための事前監視において、東側カメラ202は、太陽を直視する6時付近の時間帯を除き、対象物体101の反射光を監視できる。
図32は、高高度からの西方移動監視のための事前監視の様子を示している。
高高度からの西方移動監視のための事前監視において、西側カメラ203は、太陽を直視する18時付近の時間帯を除き、対象物体101の反射光を監視できる。
図33は、低高度からの東方移動監視のための事前監視の様子を示している。
図34は、高高度からの西方移動監視のための事前監視の様子を示している。
図35に基づいて、実施例7を説明する。
東側カメラ202と西側カメラ203とのそれぞれの視野角は約20度である。
東側カメラ202の視線ベクトルは、南北軸周りに東方向から地球方向に約10度傾けられる。
西側カメラ203の視線ベクトルは、南北軸周りに西方向から地球方向に約10度傾けられる。
監視衛星200は、さらに、監視側カメラ204を備える。
監視側カメラ204は、監視装置201と指向方向が同じ広角カメラである。つまり、監視側カメラ204は、監視装置201と同軸の広角カメラである。
西方移動監視時のオムニ通信の視野角は約20度である。
宇宙物体管理システム100について、主に実施の形態1、2と異なる点を図37に基づいて説明する。
図37に基づいて、監視衛星200の動作を説明する。
図37は、東方移動監視時の監視衛星200と地上設備110の通信の様子を示している。
監視衛星200は、通信装置221を備える。
通信装置221は、反地球方向から南北軸周りにプラス105度からマイナス105度の通信視野範囲を持ち、監視装置201の動作中に地上設備110の通信設備111と通信する。
監視衛星200は、東方移動監視のために監視装置201に対象物体101を指向させても、通信装置221によって地上設備110に対してデータ伝送できる。そのため、宇宙物体管理装置112は、監視衛星200からリアルタイムで監視情報を授受しながら、宇宙物体情報に基づき即座に次回の監視のための指向方向を監視衛星200へ指示できる。したがって、緊急対応を要する場合に迅速に対応することが可能となる。
宇宙物体管理システム100について、主に実施の形態1~3と異なる点を図38に基づいて説明する。
図38に基づいて、監視衛星200の動作を説明する。
図38は、西方移動監視時の監視衛星200と地上設備110の通信の様子を示している。
監視衛星200は、通信装置221を備える。
通信装置221は、地球方向から南北軸周りにプラス75度からマイナス75度(またはプラス105度からマイナス105度)の通信視野範囲を持ち、監視装置201の動作中に地上設備110の通信設備111と通信する。
監視衛星200は、西方移動監視のために監視衛星200に対象物体101を指向させても、通信装置221によって地上設備110に対してデータ伝送できる。そのため、宇宙物体管理装置112は、監視衛星200からリアルタイムで監視情報を授受しながら、宇宙物体情報に基づき即座に次の監視のための指向方向を監視衛星200へ指示できる。したがって、緊急対応を要する場合に迅速に対応することが可能となる。
宇宙物体管理システム100について、主に実施の形態1~4と異なる点を図39に基づいて説明する。
図39は、監視衛星200の監視装置201が地心方向を指向しているときの監視衛星200と地上設備110の通信の様子を示している。
監視衛星200は、通信装置221を備える。
通信装置221は、地球方向から南北軸周りにプラス5度からマイナス5度の通信視野範囲を持ち、監視装置201の視線ベクトルが地心方向を向いていて東側カメラ202が動作しているときに地上設備110の通信設備111と通信する。
宇宙物体管理システム100について、主に実施の形態1~5と異なる点を図40に基づいて説明する。
オムニアンテナと呼ばれる無指向性アンテナを使った通信装置221により、静止軌道103の近傍から地上設備110と通信することが可能である。しかし、遠距離通信では通信速度が限定されるので、リアルタイムで通信できるデータ量が限定される。
一方、指向性を有するアンテナを使った通信装置221により、静止軌道103の近傍から大容量通信をするためには、通信免許が必要である。しかし、経度方向に移動する監視衛星200では、大容量通信できる経度が限定される。
反地球方向から南北軸周りにプラス105度からマイナス105度の通信視野範囲を持つ通信装置221によれば、監視衛星200の近傍を通過する通信衛星120と良好な通信環境で大容量通信ができる。
通信衛星120は、地上設備110との大容量通信をあらかじめ許可されており、リアルタイムに大容量通信が可能である。
図40は、東方移動監視時の監視衛星200と地上設備110の通信の様子を示している。通信は通信衛星120を経由して行われる。
宇宙物体管理システム100は、1機以上の通信衛星120を備える。
通信衛星120は、静止軌道103を飛翔する通信衛星(静止衛星)である。
監視衛星200は、通信装置221を備える。
通信装置221は、反地球方向から南北軸周りにプラス105度からマイナス105度の通信視野範囲を持ち、監視装置201の動作中に通信衛星120を経由して地上設備110の通信設備111と通信する。
宇宙物体管理システム100について、主に実施の形態1~6と異なる点を図41に基づいて説明する。
オムニアンテナと呼ばれる無指向性アンテナを使った通信装置221により、静止軌道103の近傍から地上設備110と通信することが可能である。しかし、遠距離通信では通信速度が限定されるので、リアルタイムで通信できるデータ量が限定される。
一方、指向性を有するアンテナを使った通信装置221により、静止軌道103の近傍から大容量通信をするためには、通信免許が必要である。しかし、経度方向に移動する監視衛星200では、大容量通信できる経度が限定される。
地球方向から南北軸周りにプラス75度からマイナス75度の通信視野範囲を持つ通信装置221によれば、監視衛星200の近傍を通過する通信衛星120と良好な通信環境で大容量通信ができる。
通信衛星120は、地上設備110との大容量通信をあらかじめ許可されており、リアルタイムに大容量通信が可能である。
図41は、西方移動監視時の監視衛星200と地上設備110の通信の様子を示している。通信は通信衛星120を経由して行われる。
宇宙物体管理システム100は、1機以上の通信衛星120を備える。
通信衛星120は、静止軌道103を飛翔する通信衛星(静止衛星)である。
監視衛星200は、通信装置221を備える。
通信装置221は、地球方向から南北軸周りにプラス75度からマイナス75度(またはプラス105度からマイナス105度)の通信視野範囲を持ち、監視装置201の動作中に通信衛星120を経由して地上設備110の通信設備111と通信する。
宇宙物体管理システム100について、主に実施の形態1~7と異なる点を図42から図49に基づいて説明する。
図42に基づいて、宇宙物体管理システム100の構成を説明する。
宇宙物体管理システム100は、さらに、1機以上の通信衛星120を備える。
通信衛星120は、静止軌道103を飛翔する通信衛星(静止衛星)である。
監視側カメラ204は、監視装置201の視線ベクトルの方向と同じ方向を指向する広角カメラである。
東側光通信装置222は、光通信を行う装置であり、東方向から南北軸周りにプラス80度からマイナス80度の通信視野範囲を持つ。
西側光通信装置223は、光通信を行う装置であり、西方向から南北軸周りにプラス80度からマイナス80度の通信視野範囲を持つ。
図44は、東方移動監視時の監視衛星200と地上設備110の通信の様子を示している。通信は、通信衛星120を経由して行われる。
図45は、西方移動監視時の監視衛星200と地上設備110の通信の様子を示している。通信は、通信衛星120を経由して行われる。
図46は、監視衛星200について光通信装置の配置と光通信の視野を示している。
図47、図48および図49は、監視衛星200と通信衛星120の通信の様子を示している。
通信衛星120は静止軌道103を飛翔する。監視衛星200が静止軌道103の近傍において軌道傾斜角を有する軌道を飛翔する場合、監視衛星200は、東方向から地球指向軸回りにプラス15度からマイナス15度の範囲の通信視野と、西方向から南北軸回りにプラス15度からマイナス15度の範囲の通信視野と、を確保すれば光通信が可能となる。
また、監視衛星200の位置が軌道高度の方向に変動する場合、監視衛星200は、東方向から南北軸周りと西方向から南北軸周りとのそれぞれに通信視野を確保する必要がある。
さらに、監視衛星200が経度方向で視野方向を変更する際には、監視衛星200は、変更角度分を含めて通信視野を確保する必要がある。
高度方向の変更と視野方向の変更を含めて、プラス80度からマイナス80度の範囲の通信視野を確保すれば、光通信が可能となる。
宇宙物体管理システム100について、主に実施の形態1~8と異なる点を図50に基づいて説明する。
図50に基づいて、監視衛星200の構成を説明する。
監視衛星200は、さらに、監視側カメラ204を備える。
監視側カメラ204は、監視装置201の視線ベクトルの方向と同じ方向を指向する広角カメラである。
宇宙物体管理装置112は、対象物体101の位置情報を通信設備111を使って監視衛星200へ送信する。
監視衛星200は、通信装置221によって対象物体101の位置情報を受信する。監視衛星200は、対象物体101の位置情報に基づいて監視側カメラ204に対象物体101を指向させて、監視側カメラ204によって対象物体101を撮影する。姿勢制御装置212が監視衛星200の姿勢を制御することによって、監視側カメラ204に対象物体101を指向させることができる。
監視衛星200は、撮影によって得られた情報(撮影情報)を通信装置221によって通信設備111へ送信する。
宇宙物体管理装置112は、通信設備111によって受信された撮影情報に基づいて対象物体101の位置を算出して対象物体101の軌道情報を更新する。そして、宇宙物体管理装置112は、更新後の軌道情報を通信設備111を使って監視衛星200へ送信する。
監視衛星200は、通信装置221によって対象物体101の軌道情報を受信する。そして、監視衛星200は、対象物体101の軌道情報に基づいて監視装置201に対象物体101を指向させて監視装置201によって対象物体101を監視する。
東側カメラ202と西側カメラ203による事前監視で得られる情報では、事前監視の終了から監視装置201によるメイン監視の開始までの1日間の対象物体101の変動を反映することができない。
監視側カメラ204によって取得された撮影情報に基づいて宇宙物体管理装置112の宇宙物体情報を更新するためには、同日の数時間の間に監視衛星200と地上設備110の間で情報授受が必要になる。
実施の形態3から実施の形態7で説明した通信装置221によってリアルタイムの通信授受が可能になるので、監視側カメラ204によって取得された撮影情報に基づいて宇宙物体管理装置112の宇宙物体情報を更新できる。
このため、1日以下の短時間に発生した対象物体101の異常動作に即応できる。
なお、監視衛星200と地上設備110の情報授受を実施の形態8のように通信衛星120を経由して実施してもよい。
宇宙物体管理システム100について、主に実施の形態1~9と異なる点を図51から図55に基づいて説明する。
監視衛星200は、推進装置211によって傾斜楕円軌道を飛翔する。
傾斜楕円軌道の長径ベクトルが太陽を指向し、且つ、傾斜楕円軌道の軌道面の法線が地心軸周りに傾く。
監視衛星200の傾斜楕円軌道は、長径と法線ベクトルが太陽と同期して公転する太陽同期軌道である。
傾斜楕円軌道の軌道周期が静止軌道103の軌道周期と同じである。
対象地域の標準時における当日8時から当日16時までの間、監視衛星200は、対象物体101を高高度から監視装置201によって監視する。
標準時における当日18時から翌日6時までの間、監視衛星200は、対象物体101を低高度から監視装置201によって監視する。
長径方向が太陽方向となる位相で監視衛星200の軌道が太陽同期化される。監視衛星200は、0時近傍の時間帯に地球102の裏側で低高度を飛翔するため、対象物体101を監視することが可能である。
監視衛星200の軌道を傾斜軌道にすることにより、監視衛星200が人工衛星の混雑領域への侵入することを回避できる。
軌道傾斜角の向きは、法線ベクトルが地心軸周りに傾斜する方向である。
傾斜軌道は、静止軌道の周期と同期する。
長径方向が太陽方向となる位相で監視衛星200の軌道が太陽同期化される。監視衛星200は、12時近傍の時間帯に地球102の表側で高高度を飛翔するため、対象物体101を監視することが可能である。
監視衛星200の軌道を傾斜軌道にすることにより、監視衛星200が人工衛星の混雑領域への侵入することを回避できる。
軌道傾斜角の向きは、法線ベクトルが地心軸周りに傾斜する方向である。
傾斜軌道は、静止軌道の周期と同期する。
離心率を有する楕円軌道を採用する。長径の方向が常に太陽の位置する方向(太陽方向)となり、楕円軌道が太陽同期化することにより、高高度からの日中監視と低高度からの夜間監視を両立できる。
監視衛星200の軌道を傾斜軌道にすることにより、監視衛星200は、軌道半径が静止軌道103の半径と同等になる長径の直行軸付近を飛翔する。このとき、監視衛星200は、静止軌道103から面外方向に離れる。
監視衛星200の軌道を楕円軌道にすることにより、監視衛星200は、静止軌道103の面内を通過する長径及び短径の付近を飛翔する。このとき、監視衛星200の軌道高度が静止軌道103の高度と異なる。そのため、監視衛星200が静止軌道103を飛翔する衛星群と衝突する危険がない。
軌道傾斜角が大きければ太陽同期軌道化のために大きな推薬量を必要とする。しかし、軌道傾斜角が小さければ少ない推薬量で太陽同期軌道化を実現できる。
監視衛星200は、推進装置211によって傾斜楕円軌道を飛翔する。
傾斜楕円軌道の長径ベクトルが太陽を指向し、且つ、傾斜楕円軌道の軌道面の法線が地心軸周りに傾く。
監視衛星200の傾斜楕円軌道は、長径と法線ベクトルが太陽と同期して公転する太陽同期軌道である。
傾斜楕円軌道の軌道周期が静止軌道103の軌道周期よりも短い。
対象地域の標準時における当日8時から当日16時までの間、監視衛星200は、対象物体101を高高度から監視装置201によって監視する。
標準時における当日18時から翌日6時までの間、監視衛星200は、対象物体101を低高度から監視装置201によって監視する。
監視衛星200は、推進装置211によって傾斜楕円軌道を飛翔する。
傾斜楕円軌道の長径ベクトルが太陽を指向し、且つ、傾斜楕円軌道の軌道面の法線が地心軸周りに傾く。
監視衛星200の傾斜楕円軌道は、長径と法線ベクトルが太陽と同期して公転する太陽同期軌道である。
傾斜楕円軌道の軌道周期が静止軌道103の軌道周期よりも長い。
対象地域の標準時における当日8時から当日16時までの間、監視衛星200は、対象物体101を高高度から監視装置201によって監視する。
標準時における当日18時から翌日6時までの間、監視衛星200は、対象物体101を低高度から監視装置201によって監視する。
宇宙物体管理システム100について、主に実施の形態1~10と異なる点を図56から図59に基づいて説明する。
図56は、10時から18時までの事前監視と18時から6時までのメイン監視の様子を示している。
監視衛星200の東側カメラ202は、監視衛星200が地球方向を指向する姿勢で監視衛星200が飛翔するときに東側を指向する。
監視衛星200は、対象地域の標準時における当日10時から当日18時までの間に、低高度を飛翔して対象物体101に対して相対的に東方へ移動しながら、対象物体101を東側カメラ202によって撮影する。そして、監視衛星200は、撮影によって得られた情報(撮影情報)を通信装置221によって通信設備111へ送信する。
宇宙物体管理装置112は、標準時における当日18時から翌日6時までの間の対象物体101の軌道情報を通信設備111を使って監視衛星200へ送信する。
監視衛星200は、通信装置221によって対象物体101の軌道情報を受信する。監視衛星200は、標準時における当日18時から翌日6時までの間に、対象物体101の軌道情報に基づいて監視衛星200に対象物体101を指向させて、監視装置201によって対象物体101を監視する。
東側カメラ202が監視装置201の視線方向から90度東側を指向する場合、6時に逆光となる。東側カメラ202が監視装置201の視線方向から120度東側を指向する場合、8時に逆光となる。東側カメラ202が監視装置201の視線方向から150度東側を指向する場合、10時に逆光となる。
事前監視を前日に行う場合と比較して、事前監視してからメイン監視するまでの待ち時間が短くなる。そのため、待ち時間における対象物体101の軌道誤差が小さくなる。
図57は、10時から18時までの事前監視と18時から6時までのメイン監視の様子を示している。
監視衛星200の東側カメラ202は、監視衛星200が反地球方向を指向する姿勢で監視衛星200が飛翔するときに東側を指向する。
監視衛星200は、対象地域の標準時における当日10時から当日18時までの間に、低高度を飛翔して対象物体101に対して相対的に東方へ移動しながら、対象物体101を東側カメラ202によって撮影する。そして、監視衛星200は、撮影によって得られた情報(撮影情報)を通信装置221によって通信設備111へ送信する。
宇宙物体管理装置112は、標準時における当日18時から翌日6時までの間の対象物体101の軌道情報を通信設備111を使って監視衛星200へ送信する。
監視衛星200は、通信装置221によって対象物体101の軌道情報を受信する。監視衛星200は、標準時における当日18時から翌日6時までの間に、対象物体101の軌道情報に基づいて監視衛星200に対象物体101を指向させて、監視装置201によって対象物体101を監視する。
事前監視を前日に行う場合と比較して、事前監視してからメイン監視するまでの待ち時間が短くなる。そのため、待ち時間における対象物体101の軌道誤差が小さくなる。
事前監視してから監視装置201の視線方向を反転させる必要がないので、メイン監視の直前まで事前監視ができる。
図58は、宇宙物体を観測不能な様子を示している。
図59は、宇宙物体を観測可能な様子を示している。
監視衛星200は、標準時における当日13時から当日18時までの間に対象物体101を東側カメラ202によって撮影する。
対象物体101が直方体形状の宇宙物体である場合、広角カメラによって12時以前に監視しようとしても、対象物体101の日陰の面しか見えない。つまり、対象物体101を監視できないリスクがある。
13時以降であれば、対象物体101の西面が日照状態となる。そのため、対象物体101を監視できる。
各実施の形態は、好ましい形態の例示であり、本開示の技術的範囲を制限することを意図するものではない。各実施の形態は、部分的に実施してもよいし、他の形態と組み合わせて実施してもよい。
Claims (36)
- 静止軌道に沿って飛翔する監視衛星と、
地上の対象地域に設置され前記監視衛星と通信する通信設備と、
宇宙物体の情報を管理する宇宙物体管理装置と、
を備え、
前記監視衛星は、
宇宙物体を監視するための監視装置と、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに東側を指向する東側カメラと、
を備え、
前記監視衛星が、前記対象地域の標準時における当日18時から翌日6時までの間に静止軌道の高度よりも低い高度を飛翔して静止軌道に沿って飛翔する宇宙物体である対象物体に対して相対的に東方へ移動しながら前記対象物体を前記東側カメラによって撮影し、撮影によって得られた撮影情報を前記通信設備へ送信し、
前記宇宙物体管理装置が、前記標準時における翌日18時から翌々日6時までの前記対象物体の軌道情報を前記通信設備を使って前記監視衛星へ送信し、
前記監視衛星が、前記標準時における翌日18時から翌々日6時までの間に、前記軌道情報に基づいて前記監視装置に前記対象物体を指向させて前記監視装置によって前記対象物体を監視する
宇宙物体管理システム。 - 静止軌道に沿って飛翔する監視衛星と、
地上の対象地域に設置され前記監視衛星と通信する通信設備と、
宇宙物体情報を管理する宇宙物体管理装置と、
を備え、
前記監視衛星は、
宇宙物体を監視するための監視装置と、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに西側を指向する西側カメラと、
を備え、
前記監視衛星が、前記対象地域の標準時における当日6時から当日18時までの間に静止軌道の高度よりも高い高度を飛翔して静止軌道に沿って飛翔する宇宙物体である対象物体に対して相対的に西方へ移動しながら前記対象物体を前記西側カメラによって撮影し、撮影によって得られた撮影情報を前記通信設備へ送信し、
前記宇宙物体管理装置が、前記標準時における翌日6時から翌日18時までの間の前記対象物体の軌道情報を前記通信設備を使って前記監視衛星へ送信し、
前記監視衛星が、前記標準時における翌日6時から翌日18時までの間に、前記軌道情報に基づいて前記監視装置に前記対象物体を指向させて前記監視装置によって前記対象物体を監視する
宇宙物体管理システム。 - 静止軌道に沿って飛翔する監視衛星と、
地上の対象地域に設置され前記監視衛星と通信する通信設備と、
宇宙物体の情報を管理する宇宙物体管理装置と、
を備え、
前記監視衛星は、
宇宙物体を監視するための監視装置と、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに東側を指向する東側カメラと、
を備え、
前記監視衛星が、静止軌道の高度よりも低い高度を飛翔して静止軌道に沿って飛翔する宇宙物体である対象物体に対して相対的に東方へ移動しながら前記対象物体を前記東側カメラによって撮影し、撮影によって得られた撮影情報を前記通信設備へ送信し、
前記宇宙物体管理装置が、前記通信設備によって受信された前記撮影情報に基づいて前記対象物体の計画軌道情報に対して軌道情報を更新する
宇宙物体管理システム。 - 静止軌道に沿って飛翔する監視衛星と、
地上の対象地域に設置され前記監視衛星と通信する通信設備と、
宇宙物体情報を管理する宇宙物体管理装置と、
を備え、
前記監視衛星は、
宇宙物体を監視するための監視装置と、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに西側を指向する西側カメラと、
を備え、
前記監視衛星が、静止軌道の高度よりも高い高度を飛翔して静止軌道に沿って飛翔する宇宙物体である対象物体に対して相対的に西方へ移動しながら前記対象物体を前記西側カメラによって撮影し、撮影によって得られた撮影情報を前記通信設備へ送信し、
前記宇宙物体管理装置が、前記通信設備によって受信された前記撮影情報に基づいて前記対象物体の計画軌道情報に対して軌道情報を更新する
宇宙物体管理システム。 - 静止軌道に沿って飛翔する監視衛星と、
地上の対象地域に設置され前記監視衛星と通信する通信設備と、
宇宙物体の情報を管理する宇宙物体管理装置と、
を備え、
前記監視衛星は、
宇宙物体を監視するための監視装置と、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに東側を指向する東側カメラと、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに西側を指向する西側カメラと、
を備え、
前記監視衛星が、前記対象地域の標準時における当日6時から当日18時までの間に静止軌道の高度よりも高い高度を飛翔して静止軌道に沿って飛翔する宇宙物体である対象物体に対して相対的に西方へ移動しながら前記対象物体を前記西側カメラによって撮影し、撮影によって得られた撮影情報を前記通信設備へ送信し、
前記宇宙物体管理装置が、前記標準時における翌日6時から翌日18時までの間の前記対象物体の軌道情報を前記通信設備を使って前記監視衛星へ送信し、
前記監視衛星が、前記標準時における翌日6時から翌日18時までの間に、前記軌道情報に基づいて前記監視装置に前記対象物体を指向させて前記監視装置によって前記対象物体を監視し、前記西側カメラと前記監視装置との動作を1回ないし複数回繰り返した後に軌道高度を変更し、
前記監視衛星が、前記標準時における別の日の18時から翌日6時までの間に静止軌道の高度よりも低い高度を飛翔して前記対象物体に対して相対的に東方へ移動しながら前記対象物体を前記東側カメラによって撮影し、撮影によって得られた撮影情報を前記通信設備へ送信し、
前記宇宙物体管理装置が、前記標準時における翌日18時から翌々日6時までの前記対象物体の軌道情報を前記通信設備を使って前記監視衛星へ送信し、
前記監視衛星が、前記標準時における翌日18時から翌々日6時までの間に、前記軌道情報に基づいて前記監視装置に前記対象物体を指向させて前記監視装置によって前記対象物体を監視し、前記東側カメラと前記監視装置との動作を1回ないし複数回繰り返した後に軌道高度を変更する
宇宙物体管理システム。 - 静止軌道に沿って飛翔する監視衛星と、
地上の対象地域に設置され前記監視衛星と通信する通信設備と、
宇宙物体の情報を管理する宇宙物体管理装置と、
を備え、
前記監視衛星は、
宇宙物体を監視するための監視装置と、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに東側を指向する東側カメラと、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに西側を指向する西側カメラと、
を備え、
前記監視衛星が、静止軌道の高度よりも高い高度を飛翔して静止軌道に沿って飛翔する宇宙物体である対象物体に対して相対的に西方へ移動しながら前記対象物体を前記西側カメラによって撮影し、静止軌道の高度よりも低い高度を飛翔して前記対象物体に対して相対的に東方へ移動しながら前記対象物体を前記東側カメラによって撮影し、撮影によって得られた撮影情報を前記通信設備へ送信し、
前記宇宙物体管理装置が、前記通信設備によって受信された前記撮影情報に基づいて前記対象物体の軌道情報を更新する
宇宙物体管理システム。 - 前記東側カメラと前記西側カメラとのそれぞれの視野角が20度未満であり、
前記東側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに東方向から反地球方向に10度未満傾けられ、
前記西側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに西方向から地球方向に10度未満傾けられる
請求項5または請求項6に記載の宇宙物体管理システム。 - 前記東側カメラと前記西側カメラとのそれぞれの視野角が20度以上40度未満であり、
前記東側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに東方向から反地球方向に10度以上20度未満傾けられ、
前記西側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに西方向から地球方向に10度以上20度未満傾けられる
請求項5または請求項6に記載の宇宙物体管理システム。 - 前記東側カメラと前記西側カメラとのそれぞれの視野角が30度以上であり、
前記東側カメラが東方向に指向され、
前記西側カメラが西方向を指向される
請求項5または請求項6に記載の宇宙物体管理システム。 - 前記東側カメラと前記西側カメラとのそれぞれの視野角が20度未満であり、
前記東側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに東方向からプラス5度からマイナス5度の範囲内で傾けられ、
前記西側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに西方向から地球方向に10度以上20度未満傾けられる
請求項5または請求項6に記載の宇宙物体管理システム。 - 前記東側カメラと前記西側カメラとのそれぞれの視野角が20度以上40度未満であり、
前記東側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに東方向から反地球方向に0度以上10度未満傾けられ、
前記西側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに西方向から地球方向に20度以上30度未満傾けられる
請求項5または請求項6に記載の宇宙物体管理システム。 - 前記東側カメラと前記西側カメラとのそれぞれの視野角が30度以上であり、
前記東側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに東方向から地球方向に5度以上15度未満傾けられ、
前記西側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに西方向から地球方向に5度以上15度未満傾けられる
請求項5または請求項6に記載の宇宙物体管理システム。 - 前記東側カメラと前記西側カメラとのそれぞれの視野角が20度であり、
前記東側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに東方向から地球方向に10度傾けられ、
前記西側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに西方向から地球方向に10度傾けられる請求項5または請求項6に記載の宇宙物体管理システム。 - 前記監視衛星が、反地球方向から南北軸周りにプラス105度からマイナス105度の通信視野範囲を持つ通信装置を備え、
前記通信装置が、前記監視装置の動作中に前記通信設備と通信する
請求項1に記載の宇宙物体管理システム。 - 前記監視衛星が、反地球方向から南北軸周りにプラス105度からマイナス105度の通信視野範囲、または、地球方向から南北軸周りにプラス75度からマイナス75度の通信視野範囲、を持つ通信装置を備え、
前記通信装置が、前記監視装置の動作中に前記通信設備と通信する
請求項2に記載の宇宙物体管理システム。 - 前記監視衛星が、地球方向から南北軸周りにプラス5度からマイナス5度の通信視野範囲を持つ通信装置を備え、
前記通信装置が、前記監視装置の視線ベクトルが地心方向を向いていて前記東側カメラが動作しているときに前記通信設備と通信する
請求項1に記載の宇宙物体管理システム。 - 前記監視衛星が、地球方向から南北軸周りにプラス105度からマイナス105度の通信視野範囲を持つ通信装置を備え、
前記通信装置が、前記監視装置の動作中に静止衛星を経由して前記通信設備と通信する請求項1に記載の宇宙物体管理システム。 - 前記監視衛星が、反地球方向から南北軸周りにプラス105度からマイナス105度の通信視野範囲、または、地球方向から南北軸周りにプラス75度からマイナス75度の通信視野範囲、を持つ通信装置を備え、
前記通信装置が、前記監視装置の動作中に静止衛星を経由して前記通信設備と通信する請求項2に記載の宇宙物体管理システム。 - 前記監視衛星が、
東方向から南北軸周りにプラス80度からマイナス80度の通信視野範囲を持つ東側光通信装置と、
西方向から南北軸周りにプラス80度からマイナス80度の通信視野範囲を持つ西側光通信装置と、
を備え、
前記東側光通信装置と前記西側光通信装置とのそれぞれが、静止衛星を経由して前記通信設備と通信する
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の宇宙物体管理システム。 - 静止軌道に沿って飛翔する監視衛星と、
地上の対象地域に設置され前記監視衛星と通信する通信設備と、
宇宙物体の情報を管理する宇宙物体管理装置と、
を備え、
前記監視衛星は、
宇宙物体を監視するための監視装置と、
前記監視装置の視線ベクトルの方向と同じ方向を指向する監視側カメラと、
を備え、
前記宇宙物体管理装置が、静止軌道に沿って飛翔する宇宙物体である対象物体の位置情報を前記通信設備を使って前記監視衛星へ送信し、
前記監視衛星が、前記位置情報に基づいて前記監視側カメラに前記対象物体を指向させて前記監視側カメラによって前記対象物体を撮影し、撮影によって得られた撮影情報を前記通信設備へ送信し、
前記宇宙物体管理装置が、前記通信設備によって受信された前記撮影情報に基づいて前記対象物体の軌道情報を更新し、更新後の軌道情報を前記通信設備を使って前記監視衛星へ送信し、
前記監視衛星が、前記軌道情報に基づいて前記監視装置に前記対象物体を指向させて前記監視装置によって前記対象物体を監視する
宇宙物体管理システム。 - 前記監視衛星が、反地球方向から南北軸周りにプラス105度からマイナス105度の通信視野範囲、または、地球方向から南北軸周りにプラス75度からマイナス75度の通信視野範囲、を持つ通信装置を備える
請求項20に記載の宇宙物体管理システム。 - 静止軌道に沿って飛翔する監視衛星と、
地上の対象地域に設置され前記監視衛星と通信する通信設備と、
宇宙物体の情報を管理する宇宙物体管理装置と、
を備え、
前記監視衛星は、
宇宙物体を監視するための監視装置と、
前記監視衛星の速度を変更する推進装置と、
を備え、
前記監視衛星が前記推進装置によって傾斜楕円軌道を飛翔し、
前記傾斜楕円軌道の長径ベクトルが太陽を指向し、
前記傾斜楕円軌道の軌道面の法線が地心軸周りに傾き、
前記傾斜楕円軌道が、長径と法線ベクトルが太陽と同期して公転する太陽同期軌道であり、
前記傾斜楕円軌道の軌道周期が静止軌道の軌道周期と同じであり、
前記監視衛星が、前記対象地域の標準時における当日8時から当日16時までの間は静止軌道に沿って飛翔する宇宙物体である対象物体を静止軌道の高度よりも高い高度から前記監視装置によって監視し、前記標準時における当日18時から翌日6時までの間は前記対象物体を静止軌道の高度よりも低い高度から前記監視装置によって監視する
宇宙物体管理システム。 - 静止軌道に沿って飛翔する監視衛星と、
地上の対象地域に設置され前記監視衛星と通信する通信設備と、
宇宙物体の情報を管理する宇宙物体管理装置と、
を備え、
前記監視衛星は、
宇宙物体を監視するための監視装置と、
前記監視衛星の速度を変更する推進装置と、
を備え、
前記監視衛星が前記推進装置によって傾斜楕円軌道を飛翔し、
前記傾斜楕円軌道の長径ベクトルが太陽を指向し、
前記傾斜楕円軌道の軌道面の法線が地心軸周りに傾き、
前記傾斜楕円軌道が、長径と法線ベクトルが太陽と同期して公転する太陽同期軌道であり、
前記傾斜楕円軌道の軌道周期が静止軌道の軌道周期よりも短く、
前記監視衛星が、前記対象地域の標準時における当日8時から当日16時までの間は静止軌道に沿って飛翔する宇宙物体である対象物体を静止軌道の高度よりも高い高度から前記監視装置によって監視し、前記標準時における当日18時から翌日6時までの間は前記対象物体を静止軌道の高度よりも低い高度から前記監視装置によって監視する
宇宙物体管理システム。 - 静止軌道に沿って飛翔する監視衛星と、
地上の対象地域に設置され前記監視衛星と通信する通信設備と、
宇宙物体の情報を管理する宇宙物体管理装置と、
を備え、
前記監視衛星は、
宇宙物体を監視するための監視装置と、
前記監視衛星の速度を変更する推進装置と、
を備え、
前記監視衛星が前記推進装置によって傾斜楕円軌道を飛翔し、
前記傾斜楕円軌道の長径ベクトルが太陽を指向し、
前記傾斜楕円軌道の軌道面の法線が地心軸周りに傾き、
前記傾斜楕円軌道が、長径と法線ベクトルが太陽と同期して公転する太陽同期軌道であり、
前記傾斜楕円軌道の軌道周期が静止軌道の軌道周期よりも長く、
前記監視衛星が、前記対象地域の標準時における当日8時から当日16時までの間は静止軌道に沿って飛翔する宇宙物体である対象物体を静止軌道の高度よりも高い高度から前記監視装置によって監視し、前記標準時における当日18時から翌日6時までの間は前記対象物体を静止軌道の高度よりも低い高度から前記監視装置によって監視する
宇宙物体管理システム。 - 静止軌道に沿って飛翔する監視衛星と、
地上の対象地域に設置され前記監視衛星と通信する通信設備と、
宇宙物体の情報を管理する宇宙物体管理装置と、
を備え、
前記監視衛星は、
宇宙物体を監視するための監視装置と、
前記監視装置が地球方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに東側を指向する東側カメラと、
を備え、
前記監視衛星が、前記対象地域の標準時における当日10時から当日18時までの間に静止軌道の高度よりも低い高度を飛翔して静止軌道に沿って飛翔する宇宙物体である対象物体に対して相対的に東方へ移動しながら前記対象物体を前記東側カメラによって撮影し、撮影によって得られた撮影情報を前記通信設備へ送信し、
前記宇宙物体管理装置が、前記標準時における当日18時から翌日6時までの間の前記対象物体の軌道情報を前記通信設備を使って前記監視衛星へ送信し、
前記監視衛星が、前記標準時における当日18時から翌日6時までの間に、前記軌道情報に基づいて前記監視装置に前記対象物体を指向させて前記監視装置によって前記対象物体を監視する
宇宙物体管理システム。 - 静止軌道に沿って飛翔する監視衛星と、
地上の対象地域に設置され前記監視衛星と通信する通信設備と、
宇宙物体の情報を管理する宇宙物体管理装置と、
を備え、
前記監視衛星は、
宇宙物体を監視するための監視装置と、
前記監視装置が反地球方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに東側を指向する東側カメラと、
を備え、
前記監視衛星が、前記対象地域の標準時における当日10時から当日18時までの間に静止軌道の高度よりも低い高度を飛翔して静止軌道に沿って飛翔する宇宙物体である対象物体に対して相対的に東方へ移動しながら前記対象物体を前記東側カメラによって撮影し、撮影によって得られた撮影情報を前記通信設備へ送信し、
前記宇宙物体管理装置が、前記標準時における当日18時から翌日6時までの間の前記対象物体の軌道情報を前記通信設備を使って前記監視衛星へ送信し、
前記監視衛星が、前記標準時における当日18時から翌日6時までの間に、前記軌道情報に基づいて前記監視装置に前記対象物体を指向させて前記監視装置によって前記対象物体を監視する
宇宙物体管理システム。 - 前記監視衛星が、前記標準時における当日13時から当日18時までの間に前記対象物体を前記東側カメラによって撮影する
請求項25または請求項26に記載の宇宙物体管理システム。 - 請求項1から請求項27のいずれか1項に記載の宇宙物体管理システムにおける宇宙物体管理装置と通信設備を備える地上設備であって、
前記宇宙物体管理装置が、前記通信設備によって受信された撮影情報に基づいて、対象物体の計画軌道情報に対して軌道情報を更新する
地上設備。 - 請求項1から請求項27のいずれか1項に記載の宇宙物体管理システムにおける宇宙物体管理装置であって、
通信設備によって受信された撮影情報に基づいて対象物体の計画軌道情報に対して軌道情報を更新する
宇宙物体管理装置。 - 静止軌道の高度と異なる高度を飛翔し、静止軌道に沿って周回する宇宙物体である対象物体に対して相対的に経度方向に移動しながら前記対象物体または地球を監視する監視衛星であって、
前記対象物体または地球を監視するための監視装置と、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに東側を指向する東側カメラと、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに西側を指向する西側カメラと、
を備え、
前記東側カメラと前記西側カメラとのそれぞれの視野角が20度未満であり、
前記東側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに東方向から反地球方向に10度未満傾けられ、
前記西側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに西方向から地球方向に10度未満傾けられる
監視衛星。 - 静止軌道の高度と異なる高度を飛翔し、静止軌道に沿って周回する宇宙物体である対象物体に対して相対的に経度方向に移動しながら前記対象物体または地球を監視する監視衛星であって、
前記対象物体または地球を監視するための監視装置と、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに東側を指向する東側カメラと、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに西側を指向する西側カメラと、
を備え、
前記東側カメラと前記西側カメラとのそれぞれの視野角が20度以上40度未満であり、
前記東側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに東方向から反地球方向に10度以上20度未満傾けられ、
前記西側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに西方向から地球方向に10度以上20度未満傾けられる
監視衛星。 - 静止軌道の高度と異なる高度を飛翔し、静止軌道に沿って周回する宇宙物体である対象物体に対して相対的に経度方向に移動しながら前記対象物体または地球を監視する監視衛星であって、
前記対象物体または地球を監視するための監視装置と、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに東側を指向する東側カメラと、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに西側を指向する西側カメラと、
を備え、
前記東側カメラと前記西側カメラとのそれぞれの視野角が30度以上であり、
前記東側カメラが東方向に指向され、
前記西側カメラが西方向に指向される
監視衛星。 - 静止軌道の高度と異なる高度を飛翔し、静止軌道に沿って周回する宇宙物体である対象物体に対して相対的に経度方向に移動しながら前記対象物体または地球を監視する監視衛星であって、
前記対象物体または地球を監視するための監視装置と、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに東側を指向する東側カメラと、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに西側を指向する西側カメラと、
を備え、
前記東側カメラと前記西側カメラとのそれぞれの視野角が20度未満であり、
前記東側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに東方向からプラス5度からマイナス5度の範囲内で傾けられ、
前記西側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに西方向から地球方向に10度以上20度未満傾けられる
監視衛星。 - 静止軌道の高度と異なる高度を飛翔し、静止軌道に沿って周回する宇宙物体である対象物体に対して相対的に経度方向に移動しながら前記対象物体または地球を監視する監視衛星であって、
前記対象物体または地球を監視するための監視装置と、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに東側を指向する東側カメラと、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに西側を指向する西側カメラと、
を備え、
前記東側カメラと前記西側カメラとのそれぞれの視野角が20度以上40度未満であり、
前記東側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに東方向から反地球方向に0度以上10度未満傾けられ、
前記西側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに西方向から地球方向に20度以上30度未満傾けられる
監視衛星。 - 静止軌道の高度と異なる高度を飛翔し、静止軌道に沿って周回する宇宙物体である対象物体に対して相対的に経度方向に移動しながら前記対象物体または地球を監視する監視衛星であって、
前記対象物体または地球を監視するための監視装置と、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに東側を指向する東側カメラと、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに西側を指向する西側カメラと、
を備え、
前記東側カメラと前記西側カメラとのそれぞれの視野角が30度以上であり、
前記東側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに東方向から地球方向に5度以上15度未満傾けられ、
前記西側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに西方向から地球方向に5度以上15度未満傾けられる
監視衛星。 - 静止軌道の高度と異なる高度を飛翔し、静止軌道に沿って周回する宇宙物体である対象物体に対して相対的に経度方向に移動しながら前記対象物体または地球を監視する監視衛星であって、
前記対象物体または地球を監視するための監視装置と、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに東側を指向する東側カメラと、
前記監視装置が地心方向を指向する姿勢で前記監視衛星が飛翔するときに西側を指向する西側カメラと、
を備え、
前記東側カメラと前記西側カメラとのそれぞれの視野角が20度であり、
前記東側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに東方向から地球方向に10度傾けられ、
前記西側カメラの視線ベクトルが南北軸周りに西方向から地球方向に10度傾けられる監視衛星。
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