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公開番号2024178430
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-24
出願番号2024167558,2022518070
出願日2024-09-26,2021-04-27
発明の名称観測衛星
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】観測衛星において好適な条件で宇宙物体を観測することを目的とする。
【解決手段】観測衛星は、地球を周回して静止軌道近傍を飛翔する人工衛星、あるいは、デブリといった宇宙物体を観測する。観測衛星は、観測装置と推進装置を具備し、観測衛星が減速するように推進装置を制御することによって、観測衛星の軌道高度を下降させる。観測衛星は、軌道高度の下降に伴って地球の自転速度に対する観測衛星の周回速度が上がることによって、観測衛星が宇宙物体に対して東方へ移動しながら、LST18:00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前記観測装置を動作させる。
【選択図】図51
特許請求の範囲【請求項１】
地球を周回して静止軌道近傍を飛翔する人工衛星、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を観測する観測衛星であって、
観測装置と推進装置を具備し、
前記観測衛星が減速するように前記推進装置を制御することによって、観測衛星の軌道高度を下降させ、
前記軌道高度の下降に伴って地球の自転速度に対する前記観測衛星の周回速度が上がることによって、前記観測衛星が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前記観測装置を動作させる
観測衛星。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
地球を周回して静止軌道近傍を飛翔する人工衛星、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を観測する観測衛星であって、
観測装置と推進装置を具備し、
前記観測衛星が増速するように前記推進装置を動作させることによって、観測衛星の軌道高度を上昇させ、
前記軌道高度の上昇に伴って地球の自転速度に対する前記観測衛星の周回速度が下がることによって、前記観測衛星が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前記観測装置を動作させる
観測衛星。
【請求項３】
地球を周回して静止軌道近傍を飛翔する人工衛星、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を観測する観測衛星であって、
観測装置と推進装置を具備し、
前記観測衛星が減速するように前記推進装置を動作させることによって、観測衛星の軌道高度を下降させ、
前記軌道高度の下降に伴って地球の自転速度に対する前記観測衛星の周回速度が上がることによって、前記観測衛星が宇宙物体に対して東方へ移動し、
前記観測衛星が増速するように前記推進装置を動作させることによって、観測衛星の軌道高度を上昇させ、
前記軌道高度の上昇に伴って地球の自転速度に対する前記観測衛星の周回速度が下がることによって、前記観測衛星が宇宙物体に対して西方へ移動し、
東方移動と西方移動の任意のタイミングで前記観測装置を動作し、
かつ平均的な軌道周期を調整する
観測衛星。
【請求項４】
地球を周回して静止軌道近傍を飛翔する人工衛星、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を観測する観測衛星であって、
観測装置と推進装置を具備し、
前記観測衛星が減速するように前記推進装置を動作させることによって、観測衛星の軌道高度を下降させ、
前記軌道高度の下降に伴って地球の自転速度に対する前記観測衛星の周回速度が上がることによって、前記観測衛星が宇宙物体に対して東方へ移動し、
前記観測衛星が増速するように前記推進装置を動作させることによって、観測衛星の軌道高度を上昇させ、
前記軌道高度の上昇に伴って地球の自転速度に対する前記観測衛星の周回速度が下がることによって、前記観測衛星が宇宙物体に対して西方へ移動し、
東方移動と西方移動の任意のタイミングで前記観測装置を動作し、
かつ監視対象に対する平均的な相対位置を維持する
観測衛星。
【請求項５】
前記観測衛星が、魚眼レンズを具備したカメラ、または進行方向前方を指向する広角カメラを具備する請求項１から請求項４いずれか１項に記載の観測衛星。

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 3,500 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、観測衛星において好適な条件で宇宙物体を観測することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る観測衛星は、地球を周回して静止軌道近傍を飛翔する人工衛星、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を観測する観測衛星であって、
観測装置と推進装置を具備し、
前記観測衛星が減速するように前記推進装置を制御することによって、観測衛星の軌道高度を下降させ、
前記軌道高度の下降に伴って地球の自転速度に対する前記観測衛星の周回速度が上がることによって、前記観測衛星が宇宙物体に対して東方へ移動しながら、ＬｏｃａｌＳｕｎ
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前記観測装置を動作させる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示に係る観測衛星によれば、好適な条件で宇宙物体を観測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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