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公開番号2025026891
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-26
出願番号2024194821,2021102751
出願日2024-11-07,2021-06-21
発明の名称メガコンステレーション事業装置
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 20060101AFI20250218BHJP(航空機;飛行;宇宙工学)
要約【課題】衛星群の軌道の制御と通過タイミングの制御により、宇宙物体との衝突を回避しながらサービス提供を続けることを目的とする。
【解決手段】メガコンステレーション事業装置は、100機以上の衛星コンステレーションを管理する事業装置である。衛星コンステレーションは、衛星群が連携してサービスを提供する。メガコンステレーション事業装置は、各軌道面に複数の衛星が同じ公称軌道高度で飛行する複数の軌道面を有する衛星コンステレーションを形成する衛星コンステレーション形成部11を備える。メガコンステレーション事業装置は、軌道降下中の宇宙物体、または打上げ途中のロケット、または軌道遷移途中の衛星、またはデブリとの衝突が予見された後に、衛星群の軌道の制御と通過タイミングの制御により、衝突を回避しながらサービス提供を続ける衛星コンステレーション形成部11を備えた。
【選択図】図28
特許請求の範囲【請求項１】
１００機以上の衛星コンステレーションを管理する事業装置であるメガコンステレーション事業装置であって、
衛星群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であって、各軌道面に複数の衛星が同じ公称軌道高度で飛行する複数の軌道面を有する衛星コンステレーションを形成する衛星コンステレーション形成部であって、
軌道降下中の宇宙物体、または打上げ途中のロケット、または軌道遷移途中の衛星、またはデブリとの衝突が予見された後に、衛星群の軌道の制御と通過タイミングの制御により、衝突を回避しながらサービス提供を続ける衛星コンステレーション形成部を備えた
メガコンステレーション事業装置。
続きを表示（約 2,800 文字）【請求項２】
１００機以上の衛星コンステレーションを管理する事業装置であるメガコンステレーション事業装置であって、
メガコンステレーション衛星群を構成する衛星を軌道離脱して大気圏突入する途中過程において、
太陽同期軌道ＬＳＴ１０：３０近傍で軌道高度５００ｋｍ以上１０００ｋｍ以下の領域と、
太陽同期軌道ＬＳＴ１３：３０近傍で軌道高度５００ｋｍ以上１０００ｋｍ以下の領域と、
太陽同期軌道ＬＳＴ０６：００近傍で軌道高度５００ｋｍ以上１０００ｋｍ以下の領域と、
太陽同期軌道ＬＳＴ１８：００近傍で軌道高度５００ｋｍ以上１０００ｋｍ以下の領域と、
北緯８０度以上で軌道高度５００ｋｍ以上１０００ｋｍ以下の領域と、
南緯８０度以上で軌道高度５００ｋｍ以上１０００ｋｍ以下の領域と
のいずれかに前記衛星が侵入する前に、
前記衛星を軌道降下時衝突回避運用する宇宙交通管理部を備えた
メガコンステレーション事業装置。
【請求項３】
１００機以上の衛星コンステレーションを管理する事業装置であるメガコンステレーション事業装置であって、
衛星コンステレーションを構成する衛星を追跡管制運用する信号を送受する通信装置と、軌道制御コマンドを送信する軌道制御コマンド送信部と、軌道離脱用コマンド受信後の上記衛星の通過軌道を解析予測する解析予測部とを備え、設計寿命末期を迎えた上記衛星を、上記衛星の具備する推進装置を動作させることにより、軌道離脱させる前記軌道制御コマンドを送信する地上設備であって、
前記軌道制御コマンド送信部は、
前記解析予測部により、前記衛星コンステレーションの軌道面を通過すると判定されると、上記衛星の具備する軌道制御装置により、衛星速度の増速、ないし減速による軌道高度の上昇、ないし下降、あるいは衛星進行方向と概略直交する方向への推進器の噴射による軌道面の面外方向への加速度付与による軌道傾斜角の変更をすることによって、混雑軌道通過タイミング、ないし軌道面をずらして衝突リスクを回避する軌道降下時衝突回避運用を実施する前記軌道制御コマンドを送信する地上設備を具備する
メガコンステレーション事業装置。
【請求項４】
１００機以上の衛星コンステレーションを管理する事業装置であるメガコンステレーション事業装置であって、
宇宙物体を管理する複数の事業者の各々の事業装置が具備する宇宙交通管理装置を通信回線で接続した宇宙交通管理システムをなす宇宙交通管理装置を具備し、
前記宇宙交通管理装置は、
太陽同期軌道ＬＳＴ１０：３０近傍で軌道高度５００ｋｍ以上１０００ｋｍ以下の領域と、
太陽同期軌道ＬＳＴ１３：３０近傍で軌道高度５００ｋｍ以上１０００ｋｍ以下の領域と、
太陽同期軌道ＬＳＴ０６：００近傍で軌道高度５００ｋｍ以上１０００ｋｍ以下の領域と、
太陽同期軌道ＬＳＴ１８：００近傍で軌道高度５００ｋｍ以上１０００ｋｍ以下の領域と、
北緯８０度以上で軌道高度５００ｋｍ以上１０００ｋｍ以下の領域と、
南緯８０度以上で軌道高度５００ｋｍ以上１０００ｋｍ以下の領域と
を密集領域として識別する密集領域識別情報と、
前記密集領域を飛行する衛星を管理する事業者が、衛星情報を公開するルールを表す宇宙交通管理ルールであるルール情報と、
前記密集領域識別情報と前記ルール情報とを用いて、同一軌道面を飛行する衛星を管理する事業者同士が、飛行安全を確保するための軌道面毎の軌道高度に関する飛行安全対策情報について情報交換する手段を実現する宇宙交通管理部と
を備えた
メガコンステレーション事業装置。
【請求項５】
１００機以上の衛星コンステレーションを管理する事業装置であるメガコンステレーション事業装置であって、
宇宙物体を管理する複数の事業者の各々の事業装置が具備する宇宙交通管理装置を通信回線で接続した宇宙交通管理システムをなす宇宙交通管理装置を具備し、
前記宇宙交通管理装置は、
衛星の軌道情報を記録する宇宙情報レコーダーと、
前記複数の事業者が、衛星情報を公開するルールを表す宇宙交通管理ルールであるルール情報と、
危険が予見される時間と軌道上位置を解析する危険解析装置と、
危険を報知する危険警報装置と、
危険の回避行動の立案を支援する危険回避行動支援装置と、
危険の回避行動を実施するための危険回避行動実施計画情報と、
情報の改ざんを防止するセキュリティー管理装置と、
の全てまたは一部を具備する、
メガコンステレーション事業装置。
【請求項６】
１００機以上の衛星コンステレーションを管理する事業装置であるメガコンステレーション事業装置であって、
宇宙物体を管理する複数の事業者の各々の事業装置が具備する宇宙交通管理装置を通信回線で接続した宇宙交通管理システムをなす宇宙交通管理装置を具備し、
前記宇宙交通管理装置は、法線ベクトルが同じで、同一軌道高度を飛行する複数の衛星が、軌道面内で概略均等配置になる相対位相角を維持して飛行するルールを表すルール情報と、
法線ベクトルの異なる軌道面の衛星同士が異なる軌道高度を採用するルール情報と、
を備えたメガコンステレーション事業装置。
【請求項７】
１００機以上の衛星コンステレーションを管理する事業装置であるメガコンステレーション事業装置であって、
宇宙物体を管理する複数の事業者の各々の事業装置が具備する宇宙交通管理装置を通信回線で接続した宇宙交通管理システムをなす宇宙交通管理装置を具備し、
前記宇宙交通管理装置は、
メガコンステレーション衛星群を構成する衛星を軌道離脱して大気圏突入する途中過程において、
太陽同期軌道ＬＳＴ１０：３０近傍で軌道高度５００ｋｍ以上１０００ｋｍ以下の領域と、
太陽同期軌道ＬＳＴ１３：３０近傍で軌道高度５００ｋｍ以上１０００ｋｍ以下の領域と、
太陽同期軌道ＬＳＴ０６：００近傍で軌道高度５００ｋｍ以上１０００ｋｍ以下の領域と、
太陽同期軌道ＬＳＴ１８：００近傍で軌道高度５００ｋｍ以上１０００ｋｍ以下の領域と、
北緯８０度以上で軌道高度５００ｋｍ以上１０００ｋｍ以下の領域と、
南緯８０度以上で軌道高度５００ｋｍ以上１０００ｋｍ以下の領域と
のいずれかに前記衛星が侵入する前に、
前記衛星を軌道降下時衝突回避運用するルール情報を具備する
メガコンステレーション事業装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、デブリ除去事業装置、地上設備、および、メガコンステレーション事業装置に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
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。
【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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
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】
【０００６】
宇宙空間のデブリの増加、メガコンステレーションの登場による衛星数の増加、および地上監視能力の向上に伴い、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。衛星コンステレーションにデブリが侵入するか否かの判断には、宇宙状況監視（ＳＳＡ：ＳｐａｃｅＳｉｔｕａｔｉｏｎＡｗａｒｅｎｅｓｓ）が必要となる。
しかしながら、特許文献１には、衛星コンステレーションにデブリが侵入することを予見する方式については記載されていない。
【０００７】
本開示では、衛星群の軌道の制御と通過タイミングの制御により、宇宙物体との衝突を回避しながらサービス提供を続けることができるメガコンステレーション事業装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示に係るメガコンステレーション事業装置は、１００機以上の衛星コンステレーションを管理する事業装置であるメガコンステレーション事業装置であって、
衛星群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であって、各軌道面に複数の衛星が同じ公称軌道高度で飛行する複数の軌道面を有する衛星コンステレーションを形成する衛星コンステレーション形成部であって、
軌道降下中の宇宙物体、または打上げ途中のロケット、または軌道遷移途中の衛星、またはデブリとの衝突が予見された後に、衛星群の軌道の制御と通過タイミングの制御により、衝突を回避しながらサービス提供を続ける衛星コンステレーション形成部を備えた。
【発明の効果】
【０００９】
本開示に係るメガコンステレーション事業装置では、衛星群の軌道の制御と通過タイミングの制御により、宇宙物体との衝突を回避しながらサービス提供を続けることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
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に係るデブリ除去衛星の構成例を示す図。
実施の形態１３に係るデブリ除去事業装置の宇宙交通管理装置の詳細構成例を示す図。
実施の形態１４に係るメガコンステレーション事業装置の構成例を示す図。
実施の形態１４に係るメガコンステレーション事業装置の宇宙交通管理装置の詳細構成例を示す図。
実施の形態１に係る軌道予報情報の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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