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公開番号2024178429
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-24
出願番号2024167557,2022518070
出願日2024-09-26,2021-04-27
発明の名称宇宙状況監視事業装置、地上設備
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人クロスボーダー特許事務所
主分類B64G 3/00 20060101AFI20241217BHJP(航空機;飛行;宇宙工学)
要約【課題】好適な条件で人工衛星と宇宙物体との衝突回避をする飛行安全対策についての情報を収集および提供することを目的とする。
【解決手段】SSA事業装置は、監視装置を具備し、通信装置を介して宇宙物体情報を収集および提供する。監視装置は、静止軌道近傍を飛翔し、宇宙物体に対して東方へ移動しながら、Local Sun Time(LST)18:00以降翌朝LST06:00までの間に太陽光が当たらない側である地球の裏側の上空で動作する。監視装置は、静止軌道近傍を飛翔する宇宙物体に関する宇宙物体情報を取得する。SSA事業装置は、監視装置により、静止軌道近傍を飛翔する人工衛星と宇宙物体との衝突回避をする飛行安全対策についての情報を収集および提供する。
【選択図】図44
特許請求の範囲【請求項１】
監視装置により人工衛星、あるいは、デブリといった宇宙物体に関する情報である宇宙物体情報を取得する宇宙状況監視事業者により用いられ、通信装置とプロセッサとメモリとを備え、前記通信装置を介して前記宇宙物体情報を収集および提供する宇宙状況監視事業装置であって、
静止軌道近傍を飛翔する監視装置であって、宇宙物体に対して東方へ移動しながら、ＬｏｃａｌＳｕｎＴｉｍｅ（ＬＳＴ）１８：００以降翌朝ＬＳＴ０６：００までの間に太陽光が当たらない側である地球の裏側の上空で動作し、静止軌道近傍を飛翔する宇宙物体に関する宇宙物体情報を取得する監視装置を具備し、
静止軌道近傍を飛翔する人工衛星と宇宙物体との衝突回避をする飛行安全対策についての情報を収集および提供する
宇宙状況監視事業装置。
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
監視装置により人工衛星、あるいは、デブリといった宇宙物体に関する情報である宇宙物体情報を取得する宇宙状況監視事業者により用いられ、通信装置とプロセッサとメモリとを備え、前記通信装置を介して前記宇宙物体情報を収集および提供する宇宙状況監視事業装置であって、
静止軌道近傍を飛翔する監視装置であって、宇宙物体に対して西方へ移動しながら、ＬｏｃａｌＳｕｎＴｉｍｅ（ＬＳＴ）０６：００以降ＬＳＴ１８：００までの間に太陽光が当たる側である地球の表側の上空で装置を動作し、静止軌道近傍を飛翔する宇宙物体に関する宇宙物体情報を取得する監視装置を具備し、
静止軌道近傍を飛翔する人工衛星と宇宙物体との衝突回避をする飛行安全対策についての情報を、前記通信装置を介して収集および提供する宇宙状況監視事業装置。
【請求項３】
監視装置により人工衛星、あるいは、デブリといった宇宙物体に関する情報である宇宙物体情報を取得する宇宙状況監視事業者により用いられ、前記宇宙物体情報を収集および提供する宇宙状況監視事業装置であって、
静止軌道近傍を飛翔する監視装置と、
前記監視装置の軌道制御と監視制御をする地上設備とを具備し、
前記監視装置は、前記地上設備による軌道制御により、
宇宙物体に対して東方へ移動しながら、ＬｏｃａｌＳｕｎＴｉｍｅ（ＬＳＴ）１８：００以降翌朝ＬＳＴ０６：００までの間に太陽光が当たらない側である地球の裏側の上空で動作し、
宇宙物体に対して西方へ移動しながら、ＬｏｃａｌＳｕｎＴｉｍｅ（ＬＳＴ）０６：００以降ＬＳＴ１８：００までの間に太陽光が当たる側である地球の表側の上空で動作し、
かつ平均的な監視装置の軌道周期を調整する
宇宙状況監視事業装置。
【請求項４】
監視装置により人工衛星、あるいは、デブリといった宇宙物体に関する情報である宇宙物体情報を取得する宇宙状況監視事業者により用いられ、前記宇宙物体情報を収集および提供する宇宙状況監視事業装置であって、
静止軌道近傍を飛翔する監視装置と、
前記監視装置の軌道制御と監視制御をする地上設備とを具備し、
前記監視装置は、前記地上設備による軌道制御により、
宇宙物体に対して東方へ移動しながら、ＬｏｃａｌＳｕｎＴｉｍｅ（ＬＳＴ）１８：００以降翌朝ＬＳＴ０６：００までの間に太陽光が当たらない側である地球の裏側の上空で動作し、
宇宙物体に対して西方へ移動しながら、ＬｏｃａｌＳｕｎＴｉｍｅ（ＬＳＴ）０６：００以降ＬＳＴ１８：００までの間に太陽光が当たる側である地球の表側の上空で動作し、
前記地上設備に対する平均的な相対位置を維持する
宇宙状況監視事業装置。
【請求項５】
監視装置により人工衛星、あるいは、デブリといった宇宙物体に関する情報である宇宙物体情報を取得する宇宙状況監視事業者により用いられ、前記宇宙物体情報を収集および提供する宇宙状況監視事業装置であって、
通信装置を具備して静止軌道近傍を飛翔する監視装置と、
通信装置を具備する静止衛星と、
前記静止衛星と通信する地上設備と
を具備し、
前記監視装置の軌道制御と監視制御をして、前記監視装置の軌道高度と異なる高度を飛行する宇宙物体を監視するための、前記監視装置が具備する観測装置と推進装置と姿勢制御装置とを制御するコマンドを前記静止衛星経由で前記監視装置に送信し、
前記コマンドにより制御された前記監視装置が取得した監視データを前記静止衛星経由で前記地上設備が受信し、
静止軌道近傍を飛翔する宇宙物体の宇宙物体情報を取得し、静止軌道近傍を飛翔する人工衛星と宇宙物体の衝突回避をする飛行安全対策についての情報を収集および提供する宇宙状況監視事業装置。
【請求項６】
監視装置の具備する通信装置と通信する
静止衛星の具備する通信装置のアンテナが、
無指向性アンテナないし、駆動機構を具備しない固定型アンテナである
請求項５記載の宇宙状況監視事業装置。
【請求項７】
通信衛星経由で監視装置に前記コマンドを送信し、前記コマンドにより制御された前記監視装置で取得した監視データを通信衛星経由で受信する請求項６記載の宇宙状況監視事業装置を構成する地上設備。
【請求項８】
人工衛星、あるいは、ロケットといった宇宙物体に関する情報である宇宙物体情報を収集および提供する宇宙状況監視事業者により用いられ、通信装置とプロセッサとメモリとを備え、前記通信装置を介して前記宇宙物体情報を収集する宇宙状況監視事業装置であって、
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、デブリ除去事業装置、ロケット打ち上げ事業装置、の少なくとも１つを含む前記宇宙物体を管理する事業装置と前記通信装置を介して情報共有し、
宇宙物体の異常接近ないし衝突ないし危険領域への侵入を通報する危険警報装置により、ロケット打上げ計画軌道情報または、デオービットして軌道降下する宇宙物体の軌道情報をメガコンステレーション事業者に通報し、人為的な制御により通過タイミングをずらす対策により衝突回避する飛行安全対策について前記メガコンステレーション事業者と情報交換する宇宙状況監視事業装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、宇宙状況監視事業装置、地上設備、宇宙交通事業装置、宇宙交通管理システム、および観測衛星に関する。
続きを表示（約 3,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、数百から数千機に及ぶ大規模な衛星コンステレーションが提唱されている。また、ＳＴＭ（宇宙交通管制）においては、複数の衛星コンステレーションが共存することによる衝突リスク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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－１１４１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
衛星コンステレーションでは、異なる軌道面の軌道高度は全て同一とすることが一般的である。よって、異なる軌道面を同一軌道高度で飛行する衛星同士が衝突するリスクがある。軌道面数、および、軌道面内の衛星数が増加するのに伴い、衝突リスクが高まることが課題となっている。
【０００６】
本開示は、好適な条件で人工衛星と宇宙物体との衝突回避をする飛行安全対策についての情報を収集および提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る宇宙状況監視事業装置は、監視装置により人工衛星、あるいは、デブリといった宇宙物体に関する情報である宇宙物体情報を取得する宇宙状況監視事業者により用いられ、通信装置とプロセッサとメモリとを備え、前記通信装置を介して前記宇宙物体情報を収集および提供する宇宙状況監視事業装置であって、
静止軌道近傍を飛翔する監視装置であって、宇宙物体に対して東方へ移動しながら、ＬｏｃａｌＳｕｎＴｉｍｅ（ＬＳＴ）１８：００以降翌朝ＬＳＴ０６：００までの間に太陽光が当たらない側である地球の裏側の上空で動作し、静止軌道近傍を飛翔する宇宙物体に関する宇宙物体情報を取得する監視装置を具備し、
静止軌道近傍を飛翔する人工衛星と宇宙物体との衝突回避をする飛行安全対策についての情報を収集および提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示に係る宇宙状況監視事業装置によれば、好適な条件で人工衛星と宇宙物体との衝突回避をする飛行安全対策についての情報を収集および提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
地上に対し、複数衛星が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。
実施の形態１に係る衛星コンステレーションの複数の軌道面の一例を示す模式図。
実施の形態１に係る衛星コンステレーションの複数の軌道面の別例を示す模式図。
実施の形態１に係る衛星コンステレーションの軌道面の１つを飛行する複数の衛星の例。
実施の形態１に係る衛星コンステレーション形成システムの構成図。
実施の形態１に係る衛星コンステレーション形成システムの動作を示す図。
実施の形態２に係る複数の軌道面の相対高度差を表す図。
比較例の対地サービス範囲を示す図。
実施の形態３に係る対地サービス範囲を示す図。
実施の形態４に係る太陽同期軌道の条件を満たす軌道面を示す図。
実施の形態５に係る衛星コンステレーション形成システムにより形成され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における衝突の条件の一例を示す模式図。
衛星コンステレーションにおける衝突の条件の一例を示す模式図。
実施の形態６に係る衛星コンステレーション形成システムにより形成される衛星コンステレーションの例。
実施の形態７に係る衛星コンステレーションによる地表サービス範囲を示す図。
実施の形態７に係る衛星コンステレーションにおいて、軌道面数が偶数の場合の極通過タイミングを表す図。
実施の形態７に係る衛星コンステレーションにおいて、軌道面数が奇数の場合の極通過タイミングを表す図。
自由落下によるデオービットの概念を示す図。
衛星コンステレーションの上空の衛星がデオービットする際の衝突リスクを示す図。
衛星の増速と減速による軌道高度の変化を示す図。
推進装置の噴射による軌道傾斜角の変更を示す図。
実施の形態１０に係る地上設備の構成を示す図。
実施の形態６に係る衛星コンステレーション形成システムにより形成される衛星コンステレーションの例。
実施の形態１１に係る衛星コンステレーション２０の具体例を示す模式図。
衛星コンステレーション形成システムの衛星の構成例。
衛星コンステレーション形成システムが備える地上設備の構成例。
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１２に係る宇宙交通管理システムの全体構成例。
実施の形態１２に係る宇宙交通管理装置の構成例。
宇宙交通管理処理の例２の比較例であり、軌道面内での衛星配置を表す図。
実施の形態１２に係る宇宙交通管理処理の例２における軌道面内での衛星配置を表す図。
法線ベクトルが同じで、かつ、軌道高度が異なる複数軌道面を表す図。
高高度のメガコンステレーション衛星による衛星軌道降下過程における密集領域（危険領域）侵入の様子を示す図。
実施の形態１２に係る衛星軌道降下過程における密集領域侵入回避の宇宙交通管理処理を示す図。
実施の形態１３における観測システム１００の構成を示す図。
実施の形態１３における観測衛星２００の構成図。
実施の形態１３における観測方法の実施例１（１）を示す図。
実施の形態１３における観測方法の実施例１（２）を示す図。
実施の形態１３における観測方法の実施例１（３）を示す図。
実施の形態１３における観測方法の実施例１（４）を示す図。
実施の形態１３における観測方法の実施例１（５）を示す図。
実施の形態１３における観測方法の実施例２（１）を示す図。
実施の形態１３における観測方法の実施例２（２）を示す図。
実施の形態１３における観測方法の実施例２（３）を示す図。
実施の形態１３における観測方法の実施例２（４）を示す図。
実施の形態１３における観測方法の実施例２（５）を示す図。
実施の形態１４における通信衛星１２０の構成図。
実施の形態１４における観測衛星１１０の構成図。
実施の形態１４における魚眼レンズ付きカメラのデータ処理の説明図。
実施の形態１４に係る以下の観測衛星を示す図。
実施の形態１４に係る以下の観測衛星を示す図。
実施の形態１４に係る魚眼レンズを具備したカメラの動作の例を示す図。
実施の形態１４に係る魚眼レンズを具備したカメラの動作の別例を示す図。
距離を横軸に、方位角を縦軸とするグラフに宇宙物体の情報をプロットした図。
距離を横軸に、方位角を縦軸とするグラフに宇宙物体の情報をプロットした図。
実施の形態１４に係る魚眼レンズを具備したカメラの動作の例。
図５７に対応するグラフ。
実施の形態１４に係る魚眼レンズを具備したカメラの動作の例と対応するグラフ。
実施の形態１４に係る魚眼レンズを具備したカメラの動作の例と対応するグラフ。
実施の形態１２に係る宇宙交通管理システムの機能構成例。
実施の形態１２に係るメガコンステレーション事業装置の宇宙情報レコーダーの例。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
（【００１１】以降は省略されています）

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