WO2023008145A1

WO2023008145A1 - クラウドコンピューティングシステム及びエッジコンピューティングシステム

Info

Publication number: WO2023008145A1
Application number: PCT/JP2022/027089
Authority: WO
Inventors: 久幸迎
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2021-07-28
Filing date: 2022-07-08
Publication date: 2023-02-02
Also published as: JPWO2023008145A1

Abstract

クラウドコンピューティングシステム（１）は、計算機（１１）とクラウドデータセンタ（１２）とを搭載する静止衛星（１０）と、複数の通信衛星（３０）を有する低軌道周回衛星コンステレーション（２０）と、地上に配備される地上データセンタ（９０）とを備えている。低軌道周回衛星コンステレーション（２０）では、同一軌道面を飛翔する複数の通信衛星（３０）の各通信衛星（３０）が進行方向前後の通信衛星（３０）と通信可能であることにより円環状通信網（２１）が形成されているとともに、同一軌道面を飛翔する複数の通信衛星（３０）が隣接軌道を飛翔する通信衛星（３０）と通信可能なことで、隣接する円環状通信網（２１）どうしが通信可能に接続されたメッシュ通信網（２２）が形成されている。

Description

クラウドコンピューティングシステム及びエッジコンピューティングシステム

　本開示は、クラウドコンピューティングシステム及びエッジコンピューティングシステムに関する。

　従来技術では、高速大容量のデータ送受信と、多量データの高速解析や複雑な演算処理に係わる通信機器とコンピュータシステム両者の電力消費量と冷却負荷の増大に伴う、エネルギー消費量と二酸化炭素排出量の増加を抑制する技術がある（例えば特許文献１の要約）。
　特許文献１には地上及び宇宙空間の双方を視野にいれた、電力消費量の増大及び冷却負荷の増大を抑制する技術には触れられていない。

特開２０２１－０３５３１９号公報

　本開示は、地上及び宇宙空間の双方を視野にいれた、電力消費量の増大及び冷却負荷の増大を抑制する技術の提示を目的とする。

　本開示に係るクラウドコンピューティングシステムは、
　計算機とクラウドデータセンタとを搭載する静止衛星と、
　複数の衛星を有する低軌道周回衛星コンステレーションと、
　地上に配備される地上データセンタと、
を備え、
　前記低軌道周回衛星コンステレーションでは、
　同一軌道面を飛翔する複数の衛星の各衛星が進行方向前後の衛星と通信する前後通信装置を具備することで円環状通信網が形成されているとともに、同一軌道面を飛翔する前記複数の衛星の各衛星が左側の隣接軌道を飛翔する左側衛星と、右側の隣接軌道を飛翔する右側衛星との双方と通信する左右通信装置を具備することで、隣接する前記円環状通信網どうしが通信可能に接続されたメッシュ通信網が形成されており、
　前記低軌道周回衛星コンステレーションは、
　通信衛星コンステレーションである。

　本開示によれば、地上及び宇宙空間の双方を視野にいれた、電力消費量の増大及び冷却負荷の増大を抑制する技術を提供できる。

実施の形態１の図で、クラウドコンピューティングシステム１の構成を示す図。実施の形態１の図で、クラウドコンピューティングシステム１の通信衛星３０の４面図。実施の形態１の図で、クラウドコンピューティングシステム１の通信衛星３０が同一軌道面前後を飛翔する前後の通信衛星と通信する例を示す図。実施の形態１の図で、クラウドコンピューティングシステム１の通信衛星３０が左右（東西）の隣接軌道を飛翔する衛星と通信する例を示す図。実施の形態１の図で、クラウドコンピューティングシステム１のメッシュ通信網２２を説明する図。実施の形態１の図で、エッジコンピューティングシステム２のシステム構成を示す図。実施の形態１の図で、エッジコンピューティングシステム２の低軌道周回衛星コンステレーション２０が監視衛星４０と通信可能な状態を示す図である。実施の形態１の図で、低軌道周回衛星コンステレーション２０に属する１以上の通信衛星３０が、合成開口レーダ４２を具備するエッジコンピューティングシステム２を示す図。実施の形態１の図で、エッジコンピューティングシステム２が、光学観測装置４３を具備する衛星を備える構成を示す図。実施の形態１の図で、エッジコンピューティングシステム２が、マスタークロック衛星として機能する静止衛星１０－１を備える構成を示す図。実施の形態１の図で、エッジコンピューティングシステム２が移動体を監視する構成を示す図。実施の形態１の図で、衛星６０が通信衛星３０である場合のハードウェア構成を示す図。実施の形態１の図で、衛星６０が監視衛星４０あるいは観測装置である場合のハードウェア構成を示す図。実施の形態１の図で、地上設備７００のハードウェア構成を示す図。

　実施の形態の説明および図面において、同じ要素および対応する要素には同じ符号を付している。同じ符号が付された要素の説明は、適宜に省略又は簡略化する。以下の実施の形態では、「部」を、「回路」、「工程」、「手順」、「処理」又は「サーキットリー」に適宜読み替えてもよい。

　実施の形態１．
　図１から図１４を参照して、実施の形態１のクラウドコンピューティングシステム１及びエッジコンピューティングシステム２を説明する。

＜クラウドコンピューティング＞
　情報社会の高度化に伴う情報量の増大に伴い、消費電力の増大と排熱対策が課題となっている。特に中央集中型の仕組みでは、スーパーコンピュータ及び大規模データセンタの大電力化と排熱対策とが深刻な課題になっている。
　一方、宇宙空間では放射冷却により深宇宙に排熱できる。よって、クラウド環境を実現するためのスーパーコンピュータあるいはデータセンタを、衛星コンステレーション側に配置し、軌道上で演算処理を実施した後に、必要データのみを地上のユーザに伝送することが可能である。これにより、クラウド環境を維持し、温室効果ガス排出量を低減することにより、地上のＳＤＧｓに貢献できるという効果がある。

　後述する円環状通信網２１及びメッシュ通信網２２からなるハイブリッドコンステレーションによれば、円環状通信網あるいはメッシュ通信網を経由して、地上ユーザとハイブリッドコンステレーションとが、情報授受が可能である。また、ハイブリッドコンステレーションを構成する各衛星と、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　ｏｆ　Ｔｈｉｎｇｓ）と見なした分散コンピューティングとを、低遅延（レイテンシ）でデータ一元管理を実現できるという効果がある。
　ここでハイブリッドコンステレーションとは、通信網を形成する通信衛星が、観測や測位など通信以外のミッション装置を同時に搭載する場合や、観測衛星や測位衛星など通信衛星以外の衛星が、通信網の一部を担う通信装置を同時に搭載する場合に形成される、観測や測位など通信以外のミッションと通信ミッションの複数ミッションを実現するコンステレーションを示す。
　従来地上に設置されていたクラウドデータセンタの一部の機能を静止衛星にスペースデータセンタとして搭載する。そして軌道上で、ある処理を実行して、処理結果のみを地上に伝送して、地上処理の負担軽減に貢献できるという効果がある。例えば通信衛星コンステレーションを構成する個別通信衛星の軌道情報をスペースデータセンタで集約し、通信衛星コンステレーションにより形成される円環状通信網あるいはメッシュ通信網を経由して情報伝送する場合の、最短ルート探索をすることは合理的である。
　また通信衛星コンステレーションの自システム内衝突事故を回避するために、軌道情報を共有することも合理的であり、スペースデータセンタにおいて衝突解析をして、衝突リスクが予見された場合に、該当する通信衛星の推進装置の稼働指令を送信して衝突回避することも可能になる。従来技術によれば、これらの軌道情報収集を衛星から地上に伝送した後に、地上で解析評価して衛星に送信していたので、当該処理を宇宙空間で自律的に賄うことにより、データ量が削減され、地上処理の負担が軽減される。

＜エッジコンピューティング＞
　分散型アーキテクチャを実現する手法としてＩｏＴ側にエッジサーバを配置するエッジコンピューティングが着目されている。
　従来のＩｏＴではセンサで収集したデータをインターネット経由でクラウドへ送信し、分析を行う中央集中型の仕組みが一般的であった。これに対し、エッジコンピューティングでは、デバイス本体、もしくはデバイスとクラウドとの間に設置したエッジサーバで分散してデータ処理を行う仕組みをとることで、リアルタイムかつ低負荷なデータ処理を実現する。
　また情報社会の高度化に伴う情報量の増大に伴い、消費電力の増大と排熱対策が課題となっている。特に中央集中型の仕組みではスーパーコンピュータ及び大規模データセンタの大電力化と排熱対策とが深刻な課題になっている。
　一方、宇宙空間では放射冷却により深宇宙に排熱できるので、衛星をＩｏＴにおけるデバイスと見立てて、衛星コンステレーション側にエッジサーバを配置し、軌道上で分散コンピューティング処理をした後に必要データのみを地上に伝送するのが合理的である。ハイブリッドコンステレーションによれば、円環状通信網ないしメッシュ通信網を経由して、地上設備７００にデータセンタを具備するクラウドと情報授受して、低遅延（レイテンシ）とデータの一元管理を実現できるという効果がある。

　分散コンピューティングで処理する目的としては、以下の（１）（２）（３）（４）がある。
（１）従来地上でクラウドコンピューティング処理していた内容を、軌道上分散コンピューティング処理することにより、地上処理の負担を軽減する目的。
（２）ミッション衛星が取得した衛星情報を、軌道上で分散コンピューティング処理することにより、地上に伝送するデータ量を軽減する目的。
（３）衛星コンステレーションの自システム内衝突防止のように、軌道上で自律的にシステム管理する目的。
（４）飛翔体追跡システムのように、緊急時において、軌道上取得情報を迅速に処理して、自律的に判断して軌道上次工程に反映すべき情報を分散コンピューティングすることにより、地上システムとの情報授受をなくして判断の迅速化を図る目的。
　軌道上でＩｏＴデバイスと見立てた衛星が分散コンピューティングする効果として、以下の（１）（２）（３）（４）がある。
（１）地上設備の電力増大と集中による排熱問題の解決。
（２）地上に送信する衛星情報のデータ量低減による地上処理負荷の低減。
（３）衛星コンステレーションの自律的システム管理による地上処理負荷の低減。
（４）緊急事態における対応の迅速化。
上記（２）（３）の地上処理負担の低減の効果により、温室効果ガス排出量を減らし、地上のＳＤＧｓに貢献できるという効果がさらに生じる。

　静止衛星と周回衛星との役割分担として、静止衛星は地上設備と常時通信可能であり、周回衛星は全球に散在するユーザへの低遅延情報伝送が可能であるという各衛星の特徴を活かす。
　地上データセンタとの情報授受が必須な、例えば地上に展開する移動体の最新位置情報などを静止衛星が具備するスペースデータセンタが格納する。
静止衛星は、情報を周回衛星に送信した後に、周回衛星側がエッジコンピューティングして、必要な情報のみをユーザに送信するのが合理的である。
　具体的には、例えば飛翔体対処システムの例では、飛翔体の経路予測と着弾予測まで軌道上でエッジコンピューティングする。
　その際、着弾が予測される地球領域に配備された飛翔体対処アセットに対して着弾予測時刻と位置座標とを送信する必要がある。対処アセットが移動体の場合には、最新の配備情報を予め把握しておく必要がある。そこで、対処アセットの配備情報については、適宜、地上設備から静止衛星のスペースデータセンタに更新情報を格納しておく。
周回衛星が飛翔体発射を探知した場合、静止衛星は、速やかに静止衛星の格納情報を周回衛星に送信し、着弾が予測される領域近傍を通過予定の周回衛星が、対処アセットに飛翔体情報を送信するのが合理的である。
　なお光通信によれば、データ通信容量の拡大ができるので、迅速に遠距離に情報伝送できるという効果がある。
　以下に具体例を説明していく。

＜クラウドコンピューティングシステム１の構成＞
　図１から図５を参照してクラウドコンピューティングシステム１を説明する。
　図１は、クラウドコンピューティングシステム１のシステム構成を示す。
　クラウドコンピューティングシステム１は、計算機１１とクラウドデータセンタ１２とを搭載する静止衛星１０と、複数の衛星を有する低軌道周回衛星コンステレーション２０と、地上に配備される地上データセンタ９０とを備えている。低軌道周回衛星コンステレーション２０の有する複数の衛星は、地球を周回する周回衛星であり、かつ、通信衛星である。以下、低軌道周回衛星コンステレーション２０の有する衛星を通信衛星３０と表記する。図１に示すように、クラウドコンピューティングシステム１では地球６００上のユーザ端末９１は、低軌道周回衛星コンステレーション２０の通信衛星３０と通信可能である。

＜通信衛星３０＞
　図２は、通信衛星３０の４面図である。図２に示すＸＹＺ座標では、Ｘ軸方向は通信衛星３０の進行方向を示し、Ｚ軸方向は地球方向を示す。黒丸は見えている通信装置を示し、白丸は見えていない通信装置を便宜的に示している。
　通信衛星３０は、第一の通信装置５１Ｃ、第二の通信装置５２Ｃ、第三の通信装置５３Ｃ、第四の通信装置５４Ｃ及び地上間通信装置５５Ｃを備えている。ＸＺ平面に示すように、地球６００に面する地球指向面１８には、第一の通信装置５１Ｃ、第二の通信装置５２Ｃ及び地上間通信装置５５Ｃは、配置されている。第一の通信装置５１Ｃ及び第二の通信装置５２Ｃは、前後通信装置３３を実現する。第一の通信装置５１Ｃは、通信衛星３０の前方を飛翔する通信衛星３０の第二の通信装置５２Ｃと通信し、第二の通信装置５２Ｃは、通信衛星３０の後方を飛翔する通信衛星３０の第一の通信装置５１Ｃと通信する。地球指向面１８の裏面の反地球指向面１９には、第三の通信装置５３Ｃ及び第四の通信装置５４Ｃが配置されている。第三の通信装置５３Ｃ及び第四の通信装置５４Ｃは、左右通信装置３４を実現する。後述のように第三の通信装置５３Ｃは右側（東側）の隣接軌道を飛翔する通信衛星３０の第四の通信装置５４Ｃと通信し、第四の通信装置５４Ｃは左側（西側）の隣接軌道を飛翔する通信衛星３０の第三の通信装置５３Ｃと通信する。

　第一の通信装置５１Ｃは、通信衛星３０の進行方向の前方に配置される。第一の通信装置５１Ｃは、通信衛星３０の進行方向に通信視野５１を持つ。第二の通信装置５２Ｃは、通信衛星３０の進行方向に対して第一の通信装置５１Ｃの後方に配置される。第二の通信装置５２Ｃは、通信衛星３０の進行方向の反対方向に通信視野５２を持つ。

　第三の通信装置５３Ｃと、第四の通信装置５４Ｃとは、地球指向面１８の裏面であり地心方向＋Ｚの反対方向に向いている反地球指向面１９に配置されている。第三の通信装置５３Ｃは、進行方向の前方に配置される。第三の通信装置５３Ｃは、進行方向の前方に通信視野５３を持つ。第三の通信装置５３Ｃは、右側である東側で隣接する軌道を飛翔する通信衛星３０と北東通信方向でクロスリンク通信を形成する。第四の通信装置５４Ｃは、進行方向に対して第三の通信装置５３Ｃの後方に配置される。第四の通信装置５４Ｃは、進行方向の反対方向に通信視野５４を持つ。第四の通信装置５４Ｃは、左方である西側で隣接する軌道を飛翔する通信衛星３０と南西通信方向でクロスリンク通信を形成する。

＜地上間通信装置５５Ｃ＞
　軌道面の通信衛星３０は、地上データセンタ９０と通信する地上間通信装置５５Ｃを備えてもよい。軌道傾斜角４０度以上６０度以下の傾斜円軌道では軌道面の南北端において南北方向の飛翔方向が反転するため、通信衛星３０は一時的に西から東に飛翔する状況となる。この場合、地表面の緯度４０度以上６０度以下の範囲の領域上空に、衛星群が西から東に飛翔する衛星密集ゾーンが形成される。このため北緯４０度以上６０度以下の範囲、または、南緯４０度以上６０度以下の範囲に位置する地上設備では、高頻度に衛星コンステレーションとクロスリンク通信を形成できる。

＜円環状通信網２１＞
　図３は、飛翔する通信衛星３０が、同一軌道面の前後を飛翔する衛星と通信する例を示す。図３に示すように、前後通信装置３３は、同一軌道面の前後を飛翔する通信衛星３０と通信する。
　具体的には、通信衛星３０の前後通信装置３３は、同一軌道面の前後を飛翔する通信衛星３０の備える前後通信装置３３と双方向の通信リンク７１を形成する。通信リンク７１を形成することにより、同一軌道面の前後を飛翔する衛星同士が双方向に通信可能となる。低軌道周回衛星コンステレーション２０では、同一軌道面を飛翔する６機以上の通信衛星３０が前後の通信衛星３０と通信リンク７１を形成することで地球６００上空を１周する円環状通信網２１を形成可能である。

　図４は、通信衛星３０が左右（東西）の隣接軌道を飛翔する衛星と通信する例を示す図である。図４に示すように、左右通信装置３４は、隣接軌道を飛翔する通信衛星３０と通信する。具体的には、通信衛星３０の左右通信装置３４は、隣接軌道を飛翔する通信衛星３０が備える左右通信装置３４と双方向の通信リンク７２を形成する。図４では、通信衛星３０の左右通信装置３４は、東側および西側の各隣接軌道を飛翔する通信衛星３０が備える左右通信装置３４と双方向の通信リンク７２を形成する。通信リンク７２を形成することにより、隣接軌道を飛翔する衛星との双方向の通信が可能となる。

　図５は、メッシュ通信網２２を示す。低軌道周回衛星コンステレーション２０では、図３で述べた同一軌道面での円環状通信網２１が、図４で述べた通信リンク７２で接続されることにより、図５に示すメッシュ通信網２２が形成される。

＜円環状通信網２１及びメッシュ通信網２２＞
　図１に示す低軌道周回衛星コンステレーション２０では、図２に示すように、同一軌道面を飛翔する複数の通信衛星３０の各通信衛星３０が、進行方向前後の通信衛星３０と通信する前後通信装置３３である第一の通信装置５１Ｃ及び第二の通信装置５２Ｃを具備する。通信衛星３０が前後通信装置３３を具備することで、図５に示すように、低軌道周回衛星コンステレーション２０では円環状通信網２１が形成されている。
　また、図２に示すように、低軌道周回衛星コンステレーション２０では、同一軌道面を飛翔する複数の通信衛星３０の各通信衛星３０が左側の隣接軌道を飛翔する左側通信衛星である通信衛星３０と、右側の隣接軌道を飛翔する右側通信衛星である通信衛星３０との双方と通信する左右通信装置３４である第三の通信装置５３Ｃ及び第四の通信装置５４Ｃを具備する。通信衛星３０が左右通信装置３４を具備することで、低軌道周回衛星コンステレーション２０では、図５に示すように、隣接する円環状通信網２１どうしが通信可能に接続されたメッシュ通信網２２が形成されている。メッシュ通信網２２は円環状通信網２１が接続されて構成されるので、「メッシュ通信網２２を介して通信」というときは、円環状通信網２１も含む。なお低軌道周回衛星コンステレーション２０は、通信衛星コンステレーションである。

＜クラウドコンピューティングシステム１の説明＞
　あらゆるモノやコトがインターネットにつながるＩｏＴ時代が到来し、サーバを集約して集中処理する集中処理型のクラウドコンピューティングでは、データ量の飛躍的増大と処理速度高速化とに伴い、消費電力が増大し、排熱対策が課題となっている。スーパーコンピュータや大規模データセンタを構成する計算機は消費電力が大きく、発熱量も大きい。このため、従来は大規模な冷却設備を具備する地上設備内で稼働してきたが、大電力の消費や外部に対する排熱は、ＳＤＧｓの観点のデメリットとなるという課題があった。

　この解決方策として寒冷地へのデータセンタ配備が検討されているが、図１に示すクラウドコンピューティングシステム１では、データセンタと計算機とを宇宙空間に配備することで、寒冷地へ配備するのと同様の冷却効果を得ることができる。
　宇宙空間における排熱は放射冷却により深宇宙に排熱することができる。計算機やデータセンタで必要となる電力は太陽電池で発電し、放熱用ラジエータパネルを拡大することで排熱量を増加することができる。
　またクラウドコンピューティングの普及に伴い、スーパーコンピュータやデータセンタの設置場所はユーザにとっては制約条件にならない。高速な通信回線が確保されれば、大電力を消費して発熱の大きい計算機やデータセンタを、宇宙空間に配備することにより、地上における課題を解決できる。

　一方、光ファイバー通信網などを地上で敷設する場合に、高緯度地域からユーザが密集する大都市部まで大容量通信網を張り巡らすのはコスト的にデメリットが大きいという課題があった。
　これに対して例えば軌道高度３５０ｋｍ程度に形成されて、光通信端末で円環状通信網とメッシュ通信網とを形成するハイブリッドコンステレーションによれば、高緯度地域から大都市部への情報通信網確保が容易であり、レイテンシも優れるという効果がある。また極軌道衛星は毎周回極域を通過するので、極域を含む高緯度地域に対して通信容量の拡大が容易にできるという効果がある。
　傾斜軌道衛星においても、南半球から北上する衛星は軌道面最北端において、衛星が西から東に飛翔して北半球から南下する方向に進行方向が変わり、北半球から南下する衛星は軌道面最南端において、衛星が西から東に飛翔して南半球から北上する方向に進行方向が変わる。このため、軌道傾斜角が５０度以上の軌道では衛星が西から東に飛翔する領域において軌道面の最北端及び最南端において極域を含む高緯度地域に設置された地上設備と通信容量を拡大しやすいという効果がある。
　静止衛星は地球の自転と同期して赤道上空を周回するため、地上データセンタと常時通信することができる。そこで地上データセンタで賄いきれなくなったデータ処理の一部を静止軌道上のスペースデータセンタに移管し、必要な計算結果のみを地上で受信することにより、地上処理の電力消費を減らし、排出する温室効果ガスの削減ができるという効果がある。

　以上により、発熱する機器の冷却に外気や雪を活用して省電力化し、温室効果ガスの削減につなげる。また大規模データセンタの分散化により大規模災害に備えたリスク分散にも役立つ。
　従来地上通信回線を利用してユーザに情報伝送していた通信回線を低軌道周回衛星の通信ネットワークに置き換えることで、データ量増大に伴う通信回線の不足を補い、通信回線敷設の、間に合わない辺境地も含めて、全球の低遅延（レイテンシ）情報配信を実現できる。

＜人工知能＞
　図１において、静止衛星１０の搭載する計算機１１は、人工知能を具備する。従来地上設備で実施してきた大規模演算において、衛星で取得した情報を反映する地球環境や気候気象に関する計算機処理を宇宙空間の計算機１１で実施することにより、必要な情報だけを地上のユーザに送信して、地上処理の負担軽減ができる。
　例えば、地球環境や気候シミュレータを運用する場合に、メッシュ通信網２２を経由して、全ての通信衛星３０と通信できれば、監視装置を具備する監視衛星により、雲や植生ないし温室効果ガスなどの、地球環境や気候に係る監視情報を取得できる。これにより、リアルタイムのシミュレータ情報の更新が可能になり、シミュレーション結果だけを地上ユーザに伝送すれば、地上処理の負担軽減が可能となる。
　また予めエッジサーバやデータセンタに格納した先見情報を教師データとして、
静止衛星１０の搭載する計算機１１が、人工知能ＡＩの機械学習することにより、監視対象の識別確率の向上や迅速化ができる。
　例えば合成開口レーダによる船舶識別において、外形寸法と艦橋配置など特徴を捉えた船舶モデルを予め先見情報として格納して、教師データとして計算機１１の人工知能が機械学習する。これにより、合成開口レーダ取得画像の自動識別処理において型式の識別が迅速かつ正確に実施できる。
　また過去に取得した同一移動体の監視情報をエッジサーバないしデータセンタに蓄積して、ＡＩ機械学習における教師データとして、計算機１１の人工知能がディープラーニングすることにより、識別の正解確率が向上するという効果がある。

＜エッジコンピューティングシステム２＞
　図６から図１１を参照してエッジコンピューティングシステム２を説明する。
　図６は、エッジコンピューティングシステム２のシステム構成を示す。エッジコンピューティングシステム２は、計算機１１とスペースデータセンタ１３とを搭載する静止衛星１０と、複数の通信衛星３０を有し、複数の通信衛星３０の中に計算機３１とエッジサーバ３２とが搭載された通信衛星３０を含む低軌道周回衛星コンステレーション２０と、地上に配備される地上データセンタ９０とを備えている。エッジコンピューティングシステム２では、クラウドコンピューティングシステム１と同様に、低軌道周回衛星コンステレーション２０は円環状通信網２１及びメッシュ通信網２２を形成している。図６に示すように、エッジコンピューティングシステム２ではクラウドコンピューティングシステム１と同様に、地球６００上のユーザ端末９１は低軌道周回衛星コンステレーション２０の通信衛星３０と通信可能である。

　あらゆるモノやコトがインターネットにつながるＩｏＴ時代が到来し、膨大なデータ量が流通することで、従来のクラウドコンピューティングでデータを集約・処理するだけではなく、利用者に近いエリアのエッジ側でデータを処理する「エッジコンピューティング」に注目が集まっている。図１に示すようなクラウドコンピューティングが、サーバを集約して集中して処理する集中処理型である。これに対して、エッジコンピューティングは、ネットワークにおける端末機器において情報を処理したり、ネットワークにサーバを分散配置して処理を行ったりする分散処理型となる。図６のエッジコンピューティングシステム２では、通信衛星３０が計算機３１及びエッジサーバ３２を搭載している。

＜人工知能＞
　エッジコンピューティングシステム２では、少なくとも通信衛星３０の搭載する計算機３１は、人工知能を具備している。計算機１１も人工知能を具備してよい。

　例えば飛翔体追跡システムでは、発射探知した飛翔体情報を後続衛星に送信して、後続衛星が監視を繰り返して飛翔体の追跡情報を蓄積して、飛翔体の飛翔経路予測をする必要がある。
　一連の処理を、人工知能を具備する中央集中型の計算機が一括処理して都度周回衛星（通信衛星３０）に送信するよりも、周回衛星が個別にエッジサーバ３２と人工知能を具備する計算機３１を具備して、各通信衛星３０の計算機３１で並行処理する方が迅速に緊急事態に対応できるという効果がある。
なお処理アルゴリズムを共有することにより、個別衛星が同時並行に解析処理を実施しても、解析結果は同じになる。

＜衝突回避＞
　図６を参照する。エッジコンピューティングシステム２では、エッジサーバ３２は、低軌道周回衛星コンステレーション２０の有する複数の通信衛星３０の軌道情報３９を格納している。このエッジサーバ３２と共に同一の通信衛星３０に搭載される計算機３１は、低軌道周回衛星コンステレーション２０の有する複数の通信衛星３０の周回衛星同士の衝突の危険を、エッジサーバ３２の格納する軌道情報３９から、人工知能を用いて解析する。

　法線ベクトルの異なる複数の軌道面において同一高度を通信衛星３０が飛翔する低軌道周回衛星コンステレーション２０では、軌道面の交線上で通信衛星３０どうしが衝突するリスクがある。そこでエッジコンピューティングシステム２を構成する衛星群の中に、衛星群の軌道情報３９を保有するエッジサーバ３２と、軌道情報３９を用いて危険解析を実施する計算機３１とを具備する通信衛星３０を配備する。計算機３１によって予め衝突が予見された通信衛星３０があれば、その通信衛星３０に対して、軌道上で後述する推進装置を動作する指示を、地上データセンタ９０のような地上設備が与えることにより衝突を回避して飛行安全を確保することが可能となる。

＜飛翔体情報の送信＞
　図６に示すように、低軌道周回衛星コンステレーション２０は、飛翔体情報４４を取得する監視装置４１を搭載する監視衛星４０とメッシュ通信網２２を介して通信可能である。
　エッジサーバ３２は、低軌道周回衛星コンステレーション２０の有する複数の通信衛星３０の軌道情報３９を格納しているとともに、監視衛星４０の監視装置４１が取得した飛翔体情報４４を監視衛星４０から受信し格納している。
　エッジサーバ３２と共に同一の通信衛星３０に搭載される計算機３１は、軌道情報３９を参照することにより、エッジサーバ３２に格納された飛翔体情報４４を、低軌道周回衛星コンステレーション２０の有する他の通信衛星３０に送信し、低軌道周回衛星コンステレーション２０を介して、他の監視衛星に飛翔体情報４４を伝送する。

　ミッション衛星として監視装置４１を具備する監視衛星４０が、飛翔体の発射探知情報を初期の飛翔体情報と取得して、エッジサーバ３２を具備する通信衛星３０に送信する。このエッジサーバ３２と共に通信衛星３０に搭載されている計算機３１は、飛翔体を追跡監視できる監視衛星を人工知能を用いることにより選択し、選択した監視衛星に飛翔体情報を送信する。これにより、飛翔体追跡が可能となる。この場合、軌道情報３９には監視衛星４０の軌道も含まれている。
　なお、通信衛星３０が監視衛星４０として、監視装置４１を備えてもよい。

＜飛翔経路予測＞
　図７は、低軌道周回衛星コンステレーション２０が監視衛星４０と通信可能な状態を示す図である。図７を参照して説明する。低軌道周回衛星コンステレーション２０は、飛翔体情報４４を取得する監視装置４１を搭載する複数の監視衛星４０－１，４０－２と通信可能である。エッジサーバ３２は、複数の監視衛星４０－１，４０－２から飛翔体情報４４を取得して格納するとともに、飛翔体属性情報である先見情報４５を格納している。エッジサーバ３２と共に同一の通信衛星３０に搭載される計算機３１は、エッジサーバ３２に格納された飛翔体情報４４及び先見情報４５を用いて人工知能による飛翔経路解析を実行することにより飛翔体の予測飛翔経路を計算する。そして、計算機３１は、予測飛翔経路を追跡可能な監視衛星４０－３に、エッジサーバ３２が格納する飛翔体情報４４を、低軌道周回衛星コンステレーション２０に属する通信衛星３０－１及び通信衛星３０－２を介して送信する。

　エッジサーバ３２が、先見情報４５として、飛翔体の型式と、推薬の種別と、飛翔可能距離と、典型的な飛翔プロファイルとを含む飛翔体モデルを格納している。ミッション衛星として監視装置４１を具備する監視衛星４０－１，４０－２が取得した飛翔体の追跡情報である飛翔体情報４４を、エッジサーバ３２は、この複数の監視衛星４０－１，４０－２から取得する。このエッジサーバ３２と共に通信衛星３０に搭載されている計算機３１は、飛翔体モデルである先見情報４５を参照して、人工知能のＡＩ機械学習による推論により飛翔経路を予測解析する。計算機３１は、予測飛翔経路を追跡可能な監視衛星４０－３に飛翔体情報４４を送信することにより、飛翔体追跡が可能となる。
　なお、通信衛星３０が監視衛星４０として、監視装置４１を備えてもよい。

＜着弾予測＞
　図７を参照して説明する。低軌道周回衛星コンステレーション２０は、飛翔体情報４４を取得する監視装置４１を搭載する複数の監視衛星４０－１，４０－２と通信可能である。エッジサーバ３２は、複数の監視衛星４０－１，４０－２から飛翔体情報４４を取得して格納するとともに、飛翔体属性情報である先見情報４５を格納している。エッジサーバ３２と共に同一の通信衛星３０に搭載される計算機３１は、エッジサーバ３２に格納された飛翔体情報４４及び先見情報４５を用いて人工知能による飛翔体着弾の予測を実行する。そしてこの計算機３１は、対処可能な対処アセット９２に飛翔体情報４４を送信できる通信衛星３０－３，３０－４を、低軌道周回衛星コンステレーション２０の有する複数の通信衛星３０のなかから飛翔体着弾の予測結果を参照して選択する。計算機３１は、選択した通信衛星３０－３，３０－４に、対処可能な対処アセット９２まで飛翔体情報４４を伝送させる。エッジサーバ３２が、先見情報４５として、飛翔体の対処アセット９２の配備された位置情報を格納している。計算機３１はＡＩ機会学習により着弾位置を推定し、予測着弾位置の近傍に位置する対処アセット９２に飛翔体情報４４を送信する。これにより、飛翔体対処が可能になる。
　なお、通信衛星３０が監視衛星４０として、監視装置４１を備えてもよい。

＜合成開口処理＞
　図８は、低軌道周回衛星コンステレーション２０に属する１以上の通信衛星３０が、合成開口レーダ４２を具備するエッジコンピューティングシステム２を示す。図８を参照して説明する。複数の通信衛星３０のうちの１以上の通信衛星３０は、合成開口レーダ４２を具備し、合成開口レーダ４２が取得したレーダ取得情報を、一緒に搭載されているエッジサーバ３２に格納する。この通信衛星３０は観測衛星である。エッジサーバ３２と共に同一の通信衛星３０に搭載される計算機３１は、合成開口レーダ４２が取得したレーダ取得情報を用いて、軌道上でレーダ取得情報を処理する合成開口処理により画像生成を実施し、画像生成で生成された画像データを、静止衛星１０を介して地上データセンタ９０に送信する。

　従来の合成開口レーダを具備する観測衛星では、合成開口処理をして画像化する処理を地上で実施してきた。この場合は、観測衛星から地上に送信するデータ量が膨大になるため、軌道上で合成開口処理して画像データのみを地上伝送するシステムが待望されていた。図８に示すエッジコンピューティングシステム２では、軌道上でエッジコンピューティングすることにより、地上へ送信するデータ量を低減し、地上処理の負荷を低減できるという効果がある。なお複数のミッション衛星が合成開口レーダを具備し、同一観測対象から取得した観測情報を複数のミッション衛星がエッジサーバに格納して、合成開口処理してもよい。また合成開口レーダ４２を具備する通信衛星３０と、計算機３１を搭載する通信衛星３０と、エッジサーバ３２を搭載する通信衛星３０が別々であっても、計算機３１は、メッシュ通信網２２を経由して、レーダ取得情報を処理可能である。

＜超解像度＞
　図９は、エッジコンピューティングシステム２が、光学観測装置４３を具備する衛星を備える構成を示す。静止衛星１０と、低軌道周回衛星コンステレーション２０の有する複数の通信衛星３０のうちの１以上の通信衛星３０との少なくともいずれかは、光学観測装置４３を具備する。光学観測装置４３を具備する衛星は、光学観測装置４３の取得した光学取得情報をエッジサーバ３２に格納する。光学観測装置４３を具備する衛星は観測衛星である。図９は、通信衛星３０が光学観測装置４３を備える場合を示している。エッジサーバ３２と共に同一の通信衛星３０に搭載される計算機３１は、光学観測装置４３の取得した光学取得情報を用いて、軌道上で超解像処理による画像生成を実施し、画像生成で生成された画像データを、静止衛星１０を介して地上データセンタ９０に送信する。

　光学観測装置を具備する観測衛星が取得した画像を超解像処理する場合には、地上に画像情報を送信した後に、地上処理設備において超解像処理を実施した。この場合、観測衛星から地上に送信するデータ量が膨大になるため、軌道上で超解像処理して画像データのみを地上伝送するシステムが待望されていた。図９のように、軌道上でエッジコンピューティングすることにより、地上へ送信するデータ量を低減し、地上処理の負荷を低減できるという効果がある。なお複数のミッション衛星が光学観測装置４３を具備し、同一観測対象から取得した監視情報を複数のミッション衛星がエッジサーバに格納して、超解像処理してもよい。また光学観測装置４３を具備する衛星と、計算機３１を搭載する衛星と、エッジサーバ３２を搭載する衛星が別々であっても、メッシュ通信網２２を経由して処理可能である。

＜システムクロック＞
　図１０は、エッジコンピューティングシステム２が、マスタークロック衛星として機能する静止衛星１０－１を備える構成を示す。静止衛星１０－１は、同期制御のための高精度クロックを搭載し、高精度クロックを用いて低軌道周回衛星コンステレーション２０の有する複数の通信衛星３０の同期制御を実行する。静止衛星１０－１は、通信衛星３０－５に同期制御を行う。通信衛星３０－５と異なる他の通信衛星３０は、メッシュ通信網２２及び通信衛星３０－５を介して、同期制御を受けることができる。

　図１０によるエッジコンピューティングシステム２であれば、コンステレーションを構成する個々の衛星が高精度クロックを具備していなくても、マスタークロック衛星の送信する同期制御信号により、高精度の時刻管理が可能になるという効果がある。例えば、低軌道周回衛星である通信衛星３０が測位信号送信装置を具備する場合に、マスタークロック衛星である静止衛星１０－１が送信する同期制御信号を使えば、原子時計を具備しない衛星を測位衛星として高精度の測位信号を配信可能になるという効果がある。周回衛星である通信衛星３０同士は円環状通信網ないしメッシュ通信網を使って同期制御することができる。以下測位ミッションについて説明する。原子時計や光格子時計などの高精度な時計と、測位信号送信装置をミッション装置として具備する衛星が、自衛星の精密軌道情報を含めて測位信号を配信すれば、ＧＰＳや準天頂測位衛星などのＧＮＳＳと同様に、測位衛星として機能する。但しマスタークロックとなる高精度な時計は高価なので、全ての衛星がマスタークロックを具備するシステムは高価になるという課題がある。衛星が標準的に具備する水晶時計などは、原子時計として比較して長期安定性が劣るため、長時間放置して運用すると時刻誤差が生じるという課題がある。そこで、所望の時刻精度を維持している間に、マスタークロックからの同期信号を参照して、標準的な時計を校正することにより、高精度マスタークロックを具備しなくても正確な時刻を維持して測位衛星としての機能が可能となる。

＜地上データセンタ９０の位置＞
　エッジコンピューティングシステム２では、地上データセンタ９０は、緯度５０度以上の高緯度帯に設置されている。

　スーパーコンピュータや大規模データセンタを構成する計算機は消費電力が大きく、発熱量も大きいため、従来は大規模な冷却設備を具備する地上設備内で稼働してきた。この場合、大電力の消費や外部に対する排熱はＳＤＧｓの観点のデメリットとなるという課題があった。クラウドコンピューティングの普及に伴い、スーパーコンピュータやデータセンタの設置場所はユーザにとっては制約条件にならなくなり、高速な通信回線が確保されれば、大電力を消費して高発熱の機器は寒冷地となる高緯度地域に配備するのが合理的である。一方、光ファイバー通信網などを地上で敷設する場合に、高緯度地域からユーザが密集する大都市部まで大容量通信網を張り巡らすのはコスト的にデメリットが大きいという課題があった。これに対して例えば軌道高度３５０ｋｍ程度に形成されて、光通信端末で円環状ないしメッシュ状通信網を形成するハイブリッドコンステレーションによれば、高緯度地域から大都市部への情報通信網確保が容易であり、低遅延（レーテンシ）を実現できるという効果がある。また極軌道衛星は毎周回極域を通過するので、極域を含む高緯度地域に対して通信容量の拡大が容易にできるという効果がある。傾斜軌道衛星においても、南半球から北上する衛星は軌道面最北端において、衛星が西から東に飛翔して北半球から南下する方向に進行方向が変わり、北半球から南下する衛星は軌道面最南端において、衛星が西から東に飛翔して南半球から北上する方向に進行方向が変わるので、軌道傾斜角が５０度以上の軌道では衛星が西から東に飛翔する領域において軌道面の最北端及び最南端において極域を含む高緯度地域に設置された地上設備と通信容量を拡大しやすいという効果がある。
　また高緯度地域に配備したデータセンタとの通信回線として、地上回線は排除して、堅牢なセキュリティ対策を施した通信衛星との通信回線に限定することにより、サイバー攻撃から遮断した、堅牢なセキュリティ環境のデータセンタを構築できるという効果がある。

＜光通信＞
　エッジコンピューティングシステム２では、静止衛星１０と低軌道周回衛星コンステレーション２０の有する複数の通信衛星３０の各通信衛星３０との間と、低軌道周回衛星コンステレーション２０の有する複数の通信衛星３０の通信衛星３０と通信衛星３０との間との、少なくともどちらかは、衛星間光通信を用いることができる。

　光通信であれば大容量通信が可能であり、また近傍衛星に対して周波数干渉する懸念がないという効果がある。

　図１１は、エッジコンピューティングシステム２が移動体を監視する構成を示す。
　通信衛星３０－１の搭載するエッジサーバ３２は、監視対象となる移動体の移動体属性情報である先見情報４５を移動体モデルとして格納している。ここで、低軌道周回衛星コンステレーション２０の有する複数の通信衛星３０衛星の１以上の通信衛星３０は、合成開口レーダ４２を具備している。通信衛星３０－１は、合成開口レーダ４２が取得した移動体監視情報を、通信衛星３０－１のエッジサーバ３２に格納する。通信衛星３０－１の計算機３１は、エッジサーバ３２に格納された移動体監視情報と移動体モデル（先見情報４５）とを参照することにより、監視対象となる移動体を識別する。そして計算機３１は、識別した移動体の位置および位置取得時刻を含む位置情報を、位置情報の示す位置を監視可能な通信衛星３０であって低軌道周回衛星コンステレーション２０の有する複数の通信衛星３０に含まれる通信衛星３０である監視衛星に送信する。この監視衛星は通信衛星３０－３とする。位置情報を受信した監視衛星である通信衛星３０－３は、監視対象となる移動体の監視結果である取得情報を通信衛星３０－３の搭載するエッジサーバ３２に格納する。通信衛星３０－３の合成開口レーダ４２は移動体の位置情報を取得する。通信衛星３０－３の計算機３１は、通信衛星３０－３のエッジサーバ３２に格納された通信衛星３０－１の合成開口レーダ４２及び通信衛星３０－３の合成開口レーダ４２が取得した移動体の位置情報を、メッシュ通信網２２及び静止衛星１０を介して、地上に送信する。ここで移動体の位置情報が送信される「地上」は、例えば地上データセンタ９０である。

　図１１については以下のようである。日本近海を航行する船舶の中で、監視対象となる特定船舶を識別して追跡する例を説明する。例えば特定船舶が航空母艦の場合に、船長や形状などの主要諸元を予め収集し、合成開口レーダで監視した場合の取得情報の特徴、例えば艦橋や甲板の反射特性及び全長に対する艦橋の位置などを予め解析することができる。更に平時において特定船舶が停泊している港湾の位置を監視情報により確認することができ、これらの先見情報を移動体モデルとしてエッジサーバに格納する。周回衛星である通信衛星３０の具備する合成開口レーダの取得情報を画像化すれば、全長や艦橋の位置及び反射特性などを予めエッジサーバに格納した移動体モデルと比較評価することにより、特定船舶を識別できる。通常停泊している港湾の位置とは異なる位置で特定船舶が周回衛星の取得情報の中で発見された場合には、発見された時刻と位置を、エッジサーバに格納すると共に、近傍通過予定の後続周回衛星に送信する。後続周回衛星が同様に特定船舶を識別して、発見した時刻と位置を、エッジサーバに格納すると共に、近傍通過予定の後続周回衛星に送信する動作を繰返す。複数周回衛星が取得した特定船舶の時刻と位置を時系列的に羅列することで、追跡情報が形成される。上記の一連の動作を、地上システムとの情報授受をせずに、軌道上の自動処理で実施した後に、追跡情報のみを地上のユーザに送信する。この結果、軌道上で特定船舶の追跡ができ、地上処理の負担なく、追跡情報をユーザに送信することが可能となる。

＜衛星のハードウェア構成の補足＞
　図１２は、衛星６０が通信衛星３０である場合のハードウェア構成を示す。図１２を参照して、通信衛星３０のハードウェア構成を説明する。

　衛星６０は、衛星制御装置６１と通信装置６２と推進装置６３と姿勢制御装置６４と電源装置６５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ていてもよいが、図１２では、衛星制御装置６１と通信装置６２と推進装置６３と姿勢制御装置６４と電源装置６５について説明する。

（１）衛星制御装置６１は、推進装置６３と姿勢制御装置６４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６１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６３と姿勢制御装置６４とを制御する。
（２）通信装置６２は、第一の通信装置５１Ｃ，第二の通信装置５２Ｃ，第三の通信装置５３Ｃ，第四の通信装置５４Ｃ及び地上間通信装置５５Ｃが対応する。
（３）推進装置６３は、衛星６０に推進力を与える装置であり、衛星６０の速度を変化させる。
（４）姿勢制御装置６４は、衛星６０の姿勢と衛星６０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６４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６４は、各姿勢要素を所望の方向に維持する。姿勢制御装置６４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。
（５）電源装置６５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６０に搭載される各機器に電力を供給する。

　衛星制御装置６１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。

　図１３は、衛星６０が監視衛星４０あるいは観測装置である場合のハードウェア構成を示す。以下では衛星６０は監視衛星４０を想定する。観測衛星の場合は、衛星６０は観測装置を備える。図１３の衛星６０では、図１２の構成に加え、監視装置６６を備える。監視装置６６は、物体を監視する装置である。具体的には、監視装置６６は、宇宙物体、飛翔体、あるいは陸海空の移動体といった物体を監視あるいは観測するための装置である。監視装置６６は、観測装置ともいう。例えば、監視装置６６は、飛翔体が大気圏に侵入する時の大気摩擦による温度上昇を赤外線で検知する赤外線監視装置である。監視装置６６は、飛翔体の発射時のプルームないし飛翔体本体の温度を検知する。あるいは、監視装置６６は、光波ないし電波の情報収集装置でもよい。監視装置６６は、物体を光学系で検知する装置でもよい。監視装置６６は、観測衛星の軌道高度と異なる高度を飛翔する物体を光学系で撮影する。具体的には、監視装置６６は可視光学センサであってもよい。

＜地上設備７００のハードウェア構成＞

　図１４は、地上設備７００のハードウェア構成を示す。地上設備７００は、監視衛星４０及び低軌道周回衛星コンステレーション２０を構成する通信衛星３０と通信を行い、通信衛星３０及び監視衛星４０の動作を制御する。地上データセンタ９２０も地上設備７００と同じ構成である。地上設備７００は、地上側通信装置８１０に接続しており、地上設備７００は、地上側通信装置８１０を介して衛星６０と通信する。地上設備７００には移動端末を含んでも良い。

　地上設備７００は、各衛星６０と通信することによって低軌道周回衛星コンステレーション２０を形成する。地上設備７００は、プロセッサ７１０を備えるとともに、主記憶装置７２０、補助記憶装置７３０、入力インタフェース７４０、出力インタフェース７５０および通信インタフェース７６０といった他のハードウェアを備える。図１４においてインタフェースはＩＦと表記している。プロセッサ７１０は、信号線７７０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は、機能要素として、制御部７１１を備える。制御部７１１の機能は、ハードウェアあるいはソフトウェアであるプログラムにより実現される。制御部７１１の機能を実現するプログラムは補助記憶装置７３０に格納されている。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されて提供されてもよいし、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。

　以上、実施の形態１について説明した。実施の形態１の複数の技術事項のうち、１つを部分的に実施しても構わないし、実施の形態１の複数の技術事項のうち、２以上の技術事項を組み合わせて実施しても構わない。

　１　クラウドコンピューティングシステム、２　エッジコンピューティングシステム、１０　静止衛星、１１　計算機、１２　クラウドデータセンタ、１３　スペースデータセンタ、１８　地球指向面、１９　反地球指向面、２０　低軌道周回衛星コンステレーション、２１　円環状通信網、２２　メッシュ通信網、３０　通信衛星、３１　計算機、３２　エッジサーバ、３３　前後通信装置、３４　左右通信装置、３９　軌道情報、４０　監視衛星、４１　監視装置、４２　合成開口レーダ、４３　光学観測装置、４４　飛翔体情報、４５　先見情報、５１　通信視野、５１Ｃ　第一の通信装置、５２　通信視野、５２Ｃ　第二の通信装置、５３　通信視野、５３Ａ　右方通信方向、５３Ｃ　第三の通信装置、５４　通信視野、５４Ａ　左方通信方向、５４Ｃ　第四の通信装置、５５Ｃ　地上間通信装置、６０　衛星、６１　衛星制御装置、６２　通信装置、６３　推進装置、６４　姿勢制御装置、６５　電源装置、６６　監視装置、７１　通信リンク、７２　通信リンク、９０　地上データセンタ、９１　ユーザ端末、９２　対処アセット、６００　地球、７００　地上設備、７１０　プロセッサ、７２０　主記憶装置、７３０　補助記憶装置、７４０　入力インタフェース、７５０　出力インタフェース、７６０　通信インタフェース、７７０　信号線、８１０　地上側通信装置。

Claims

　計算機とクラウドデータセンタとを搭載する静止衛星と、
　複数の衛星を有する低軌道周回衛星コンステレーションと、
　地上に配備される地上データセンタと、
を備え、
　前記低軌道周回衛星コンステレーションでは、
　同一軌道面を飛翔する複数の衛星の各衛星が進行方向前後の衛星と通信する前後通信装置を具備することで円環状通信網が形成されているとともに、同一軌道面を飛翔する前記複数の衛星の各衛星が左側の隣接軌道を飛翔する左側衛星と、右側の隣接軌道を飛翔する右側衛星との双方と通信する左右通信装置を具備することで、隣接する前記円環状通信網どうしが通信可能に接続されたメッシュ通信網が形成されており、
　前記低軌道周回衛星コンステレーションは、
　通信衛星コンステレーションであるクラウドコンピューティングシステム。
　前記計算機は、
　人工知能を具備する請求項１に記載のクラウドコンピューティングシステム。
　計算機とスペースデータセンタとを搭載する静止衛星と、
　複数の衛星を有し、前記複数の衛星の中にエッジサーバと計算機とが搭載された衛星を含む低軌道周回衛星コンステレーションと、
　地上に配備される地上データセンタと、
を備え、
　前記低軌道周回衛星コンステレーションでは、
　同一軌道面を飛翔する複数の衛星の各衛星が進行方向前後の衛星と通信する前後通信装置を具備することで円環状通信網が形成されているとともに、同一軌道面を飛翔する前記複数の衛星の各衛星が左側の隣接軌道を飛翔する左側衛星と、右側の隣接軌道を飛翔する右側衛星との双方と通信する左右通信装置を具備することで、隣接する前記円環状通信網どうしが通信可能に接続されたメッシュ通信網が形成されており、
　前記低軌道周回衛星コンステレーションは、
　通信衛星コンステレーションであるエッジコンピューティングシステム。
　前記計算機は、
　人工知能を具備する請求項３に記載のエッジコンピューティングシステム。
　前記エッジサーバは、
　前記低軌道周回衛星コンステレーションの有する前記複数の衛星の軌道情報を格納しており、
　前記エッジサーバと共に前記衛星に搭載される前記計算機は、
　前記低軌道周回衛星コンステレーションの有する前記複数の衛星の衛星同士の衝突の危険を、前記エッジサーバの格納する前記複数の衛星の軌道情報から前記人工知能を用いて解析する請求項４に記載のエッジコンピューティングシステム。
　前記低軌道周回衛星コンステレーションは、
　飛翔体情報を取得する監視装置を搭載する監視衛星と通信可能であり、
　前記エッジサーバは、
　前記低軌道周回衛星コンステレーションの有する前記複数の衛星の軌道情報と、前記監視衛星の前記監視装置が取得した前記飛翔体情報とを格納しており、
　前記エッジサーバと共に前記衛星に搭載される前記計算機は、
　前記軌道情報を参照することにより、前記エッジサーバに格納された前記飛翔体情報を、前記低軌道周回衛星コンステレーションの有する衛星に送信する請求項４に記載のエッジコンピューティングシステム。
　前記低軌道周回衛星コンステレーションは、
　飛翔体情報を取得する監視装置を搭載する複数の監視衛星と通信可能であり、
　前記エッジサーバは、
　前記複数の監視衛星から前記飛翔体情報を取得して格納するとともに、飛翔体属性情報である先見情報を格納しており、
　前記エッジサーバと共に前記衛星に搭載される前記計算機は、
　前記エッジサーバに格納された飛翔体情報及び前記先見情報を用いて前記人工知能による飛翔経路解析を実行することにより飛翔体の予測飛翔経路を計算し、前記予測飛翔経路を追跡可能な監視衛星に、前記エッジサーバが格納する前記飛翔体情報を送信する請求項４に記載のエッジコンピューティングシステム。
　前記低軌道周回衛星コンステレーションは、
　飛翔体情報を取得する監視装置を搭載する複数の監視衛星と通信可能であり、
　前記エッジサーバは、
　前記複数の監視衛星から前記飛翔体情報を取得して格納するとともに、飛翔体属性情報である先見情報を格納しており、
　前記エッジサーバと共に前記衛星に搭載される前記計算機は、
前記エッジサーバに格納された前記飛翔体情報及び前記先見情報を用いて前記人工知能による飛翔体着弾の予測を実行し、対処可能な対処アセットに前記飛翔体情報を送信できる衛星を、前記低軌道周回衛星コンステレーションの有する前記複数の衛星のなかから飛翔体着弾の予測結果を参照して選択し、選択した衛星に、前記対処可能な対処アセットまで前記飛翔体情報を伝送させる請求項４に記載のエッジコンピューティングシステム。
　前記低軌道周回衛星コンステレーションの有する前記複数の衛星のうちの１以上の衛星は、
　合成開口レーダを具備し、前記合成開口レーダが取得したレーダ取得情報を前記エッジサーバに格納する観測衛星であり、
　前記エッジサーバと共に前記衛星に搭載される前記計算機は、
　前記合成開口レーダが取得した前記レーダ取得情報を用いて、軌道上で前記レーダ取得情報を処理する合成開口処理により画像生成を実施し、前記画像生成で生成された画像データを前記地上データセンタに送信する請求項３または請求項４に記載のエッジコンピューティングシステム。
　前記静止衛星と、前記低軌道周回衛星コンステレーションの有する前記複数の衛星のうちの１以上の衛星との少なくともいずれかは、
　光学観測装置を具備し、前記光学観測装置の取得した光学取得情報を前記エッジサーバに格納する観測衛星であり、
　前記エッジサーバと共に前記衛星に搭載される前記計算機は、
　前記光学観測装置の取得した前記光学取得情報を用いて、軌道上で超解像処理による画像生成を実施し、前記画像生成で生成された画像データを前記地上データセンタに送信する請求項３または請求項４に記載のエッジコンピューティングシステム。
　前記静止衛星は、
　同期制御のための高精度クロックを搭載し、前記高精度クロックを用いて前記低軌道周回衛星コンステレーションの有する前記複数の衛星の同期制御を実行する請求項３または請求項４に記載のエッジコンピューティングシステム。
　前記地上データセンタは、
　緯度５０度以上の高緯度帯に設置された請求項３から請求項１１のいずれか１項に記載のエッジコンピューティングシステム。
　前記静止衛星と前記低軌道周回衛星コンステレーションの有する前記複数の衛星の各衛星との間と、前記低軌道周回衛星コンステレーションの有する前記複数の衛星の衛星と衛星との間との、少なくともどちらかは、
　衛星間光通信が用いられる請求項３から請求項１２のいずれか１項に記載のエッジコンピューティングシステム。
　前記エッジサーバは、
　監視対象となる移動体の移動体属性情報である先見情報を移動体モデルとして格納しており、
　前記低軌道周回衛星コンステレーションの有する前記複数の衛星の１以上の衛星は、
　合成開口レーダを具備し、前記合成開口レーダが取得した移動体監視情報を前記エッジサーバに格納し、
　前記エッジサーバと共に前記衛星に搭載される前記計算機は、
　前記エッジサーバに格納された前記移動体監視情報と前記移動体モデルとを参照することにより、監視対象となる移動体を識別し、識別した前記移動体の位置を示す位置情報を、前記位置情報の示す位置を監視可能な衛星であって前記低軌道周回衛星コンステレーションの有する前記複数の衛星に含まれる衛星である監視衛星に送信し、
　前記位置情報を受信した前記監視衛星は、
　監視対象となる前記移動体の監視結果である取得情報を前記エッジサーバに格納し、
　前記計算機は、
　前記エッジサーバに格納された複数の監視衛星が取得した移動体の時刻と位置情報を、前記地上データセンタに送信する請求項３または請求項４に記載のエッジコンピューティングシステム。