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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-12
(45)【発行日】2024-07-23
(54)【発明の名称】スペースデブリ除去システム及びスペースデブリ除去方法
(51)【国際特許分類】
B64G 1/56 20060101AFI20240716BHJP
B64G 1/68 20060101ALI20240716BHJP
【ＦＩ】
B64G1/56
B64G1/68
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2020137015
(22)【出願日】2020-08-14
(65)【公開番号】P2022032802
(43)【公開日】2022-02-25
【審査請求日】2023-05-22
(73)【特許権者】
【識別番号】305027401
【氏名又は名称】東京都公立大学法人
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100152272
【弁理士】
【氏名又は名称】川越 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100181722
【弁理士】
【氏名又は名称】春田 洋孝
(72)【発明者】
【氏名】武市 昇
(72)【発明者】
【氏名】橘 直輝
【審査官】結城 健太郎
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－７６０５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－７１７２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－２１４２４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第５０８２２１１（ＵＳ，Ａ）
【文献】国際公開第９０／００１４４７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】Satomi KAWAMOTO, Yasushi OHKAWA, Shoji KITAMURA and Shin-ichiro NISHIDA，“Strategy for Active Debris Removal Using Electrodynamic Tether”，Trans. JSASS Space Tech. Japan，日本，THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES，2009年，Vol. 7, No. ists26，pp. Pr_2_7-Pr_2_12，DOI: 10.2322/tstj.7.Pr_2_7，ISSN 1347-3840
【文献】Yoshiki YAMAGIWA, Koki TAO, Shoji SATO, Kiyotoshi OTSUKA, and Yoji ISHIKAWA，“Cable Dynamics and Control at the Simultaneous Deployment of the Cables from GEO Station during Space Elevator Construction”，Trans. JSASS Aerospace Tech. Japan，日本，THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES，2018年，Vol.16, No.2，pp.165-171，DOI: 10.2322/tastj.16.165，ISSN 1884-0485
【文献】武市昇，“宇宙エレベータ建設初期ケーブルの軌道力学とその伸展システム”，日本航空宇宙学会誌，日本，一般社団法人日本航空宇宙学会，2015年04月，第63巻第4号，pp.8-14，DOI: 10.14822/kjsass.63.4_110，ISSN 10021-4663
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６４Ｇ １／５６， １／６４， １／６８， ３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
主衛星と、前記主衛星とテザーを介して接続される除去衛星とを備えるスペースデブリ除去システムであって、前記主衛星は、
前記スペースデブリ除去システムに接近するスペースデブリを判定する判定部によって前記スペースデブリ除去システムに接近すると判定された前記スペースデブリの軌道に基づいて、前記主衛星の軌道を制御する制御部
を備え、
前記制御部は、取得した一又は複数のスペースデブリの各々に衝突するための所要の軌道制御の算出結果に基づいて、前記除去衛星に一又は複数のスペースデブリのうちのいずれかのスペースデブリが衝突するようにスラスタを制御することによって前記主衛星の速度ベクトルを変化させる、スペースデブリ除去システム。
【請求項2】
前記制御部は、前記スペースデブリ除去システムに地球周回軌道を周回させる、請求項１に記載のスペースデブリ除去システム。
【請求項3】
前記スペースデブリ除去システムに接近するスペースデブリの判定後に、前記主衛星にテザーを取り付けている機構に前記テザーの長さを調節させる調節部をさらに備え、
前記調節部は、前記機構に前記テザーの長さを調節させることによって、前記除去衛星の高度を変更させる、請求項１又は請求項２に記載のスペースデブリ除去システム。
【請求項4】
前記スペースデブリを観測する第１観測部を備え、
前記判定部は、前記第１観測部による前記スペースデブリの観測結果に基づいて前記スペースデブリ除去システムに接近するスペースデブリを判定する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のスペースデブリ除去システム。
【請求項5】
前記第１観測部は、前記スペースデブリの観測結果に基づいて、スペースデブリの軌道を導出し、前記判定部は、前記第１観測部による前記スペースデブリの軌道の導出結果に基づいて前記スペースデブリ除去システムに接近するスペースデブリを判定する、請求項４に記載のスペースデブリ除去システム。
【請求項6】
前記除去衛星の周囲を観測する第２観測部を備え、
前記判定部は、前記第２観測部による前記除去衛星の周囲の観測結果に基づいて前記除去衛星に接近するスペースデブリを判定する、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のスペースデブリ除去システム。
【請求項7】
前記除去衛星を進行方向に対して横方向に移動させる除去衛星制御部を備え、
前記除去衛星制御部は、前記除去衛星を軌道面外方向に移動させることによって、前記除去衛星をスペースデブリに接近させる、請求項６に記載のスペースデブリ除去システム。
【請求項8】
前記判定部は、前記第２観測部による前記除去衛星の周囲の観測結果に基づいて、前記除去衛星と前記スペースデブリとが衝突するか否かを判定し、前記除去衛星制御部は、前記判定部が前記除去衛星と前記スペースデブリとが衝突しないと判定した場合に、前記除去衛星を進行方向に対して横方向に移動させることによって、前記除去衛星をスペースデブリに衝突させる、請求項７に記載のスペースデブリ除去システム。
【請求項9】
主衛星と、前記主衛星とテザーを介して接続される除去衛星とを備えるスペースデブリ除去システムが実行するスペースデブリ除去方法であって、前記主衛星が、前記スペースデブリ除去システムに接近すると判定された前記スペースデブリの軌道に基づいて、前記主衛星の軌道を制御するステップ
を有し、
前記制御するステップでは、取得した一又は複数のスペースデブリの各々に衝突するための所要の軌道制御の算出結果に基づいて、前記除去衛星に一又は複数のスペースデブリのうちのいずれかのスペースデブリが衝突するようにスラスタを制御することによって前記主衛星の速度ベクトルを変化させる、スペースデブリ除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、スペースデブリ除去システム及びスペースデブリ除去方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、宇宙開発の進展に伴って使用済みロケット、故障した人工衛星、耐用年数切れの人工衛星、スペースデブリ同士の衝突等で発生した微細デブリ等のスペースデブリの総数は増加している。さらに、気象観測衛星ＦＥＮＧＹＵＮ１－Ｃの破壊実験、Ｉｒｉｄｉｕｍ３３とＣｏｓｍｏｓ２２５１との衝突などによってスペースデブリが増加し、深刻な問題になっている。
観測可能なスペースデブリの物体数は約１９０００個であり、このうち約８０％が地球低軌道（ｌｏｗ Ｅａｒｔｈ ｏｒｂｉｔ、ＬＥＯ）に密集し、約７ｋｍ／ｓで軌道を周回している。このため、運用中の衛星にとって大きな脅威となっている。
観測可能なスペースデブリの物体数は約１９０００個であり、このうち約８０％が地球低軌道（ｌｏｗ Ｅａｒｔｈ ｏｒｂｉｔ、ＬＥＯ）に密集し、約７ｋｍ／ｓで軌道を周回している。このため、運用中の衛星にとって大きな脅威となっている。
【0003】
スペースデブリを除去する技術に関して、捕獲および軌道変更によってスペースデブリを除去する技術が知られている（例えば、非特許文献１、２参照）。この技術は、特定のスペースデブリに向けて能動的に接近し、捕獲し、除去する。主な研究開発の課題として、導電性テザー（Ｅｌｅｃｔｒｏｄｙｎａｍｉｃ Ｔｅｔｈｅｒ，ＥＤＴ）による軌道変更、ロボットアーム・テザーネットによる捕獲が挙げられている。
また、レーザー照射によってスペースデブリを除去する技術が知られている（例えば、非特許文献３参照）。主な研究開発の課題として、監視、照射精度の向上と、小型・高効率・高出力レーザーの開発が挙げられている。
また、レーザー照射によってスペースデブリを除去する技術が知られている（例えば、非特許文献３参照）。主な研究開発の課題として、監視、照射精度の向上と、小型・高効率・高出力レーザーの開発が挙げられている。
【0004】
また、商用の通信衛星コンステレーションを構築することが計画されている。ここで、衛星コンステレーションとは、特定の方式に基づく多数個の人工衛星の一群・システムをいう。個々の衛星はシステム設計された軌道に投入され、協調して動作を行わせ、システムの目的を果たす。商用の通信衛星コンステレーションが構築される場合に、高度２０００キロメートル以下を飛行する低軌道衛星が大量に打ち上げられることが想定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】米国特許第６１７３９２２号明細書
【非特許文献】
【0006】
【文献】Kawamoto, S., et. al, “Strategy for Active Debris Removal Using Electrodynamic Tether”, Trans. JSASS Space Tech. Japan, Vol. 7, No. ists26, pp. Pr_2_7-Pr_2_12, 2009
【0007】
【文献】Riccardo Benvenuto, et. al, “Dynamics analysis and GNC design of flexible systems for space debris active removal”, Acta Astronautica 110, pp. 247-265, 2015
【0008】
【文献】Toshikazu Ebisuzaki , et. al, “Demonstration designs for the remediation of space debris from the International Space Station”, Acta Astronautica 112, pp. 102-113, 2015
【0009】
【文献】DONALD J. KESSLER AND BURTON G. COUR-PALAIS, “Collision Frequency of Artificial Satellites: The Creation of a Debris Belt,” JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESERCH, Vol. 83, No. A6, 1978, pp. 2637-2646.
【0010】
【文献】Frederick D. Gregory, Guidelines and Assessment Procedures for Limiting Orbital Debris. NASA Safety Standard 1740.14, NASA Headquarters, Washington, DC, August 1995
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
捕獲によってスペースデブリを除去する技術では、１機につき１個～数個のスペースデブリしか落とせない。捕獲によってスペースデブリを除去する技術では、捕獲できないデブリは除去できず、非協力物体と小さいデブリとの捕獲は困難である。軌道変更によってスペースデブリを除去する技術では、軌道変更に要する燃料が必要になる。また、軌道変更によってスペースデブリを除去する技術では、デブリの軌道を制御する機器をデブリに取り付けることが必要になる。
レーザー照射によってスペースデブリを除去する技術では、軌道変更に時間を要する。レーザー照射によってスペースデブリを除去する技術では、大きな電力が必要である。レーザー照射によってスペースデブリを除去する技術では、大きなデブリの除去には長時間を要し、デブリの材質によっては軌道変更が不可能である。レーザー照射によってスペースデブリを除去する技術では、レーザー照射によって加熱されることで蒸発する材質のデブリの除去となる。
スペースデブリが脅威となっている。また、デブリ同士が衝突することによってさらに多くのデブリを生じる現象（ケスラーシンドローム）が生じている（例えば、非特許文献４参照）。スペースデブリを減少させるために、ロケット、人工衛星などに、寿命が経過した後に、デブリにならないことを保証する必要がある。例えば、寿命が経過した後に、再突入の機能を持たせることが想定される。しかし、一部のロケット、人工衛星などは故障することが想定されるため、スペースデブリが生じることに変わりはない。
レーザー照射によってスペースデブリを除去する技術では、軌道変更に時間を要する。レーザー照射によってスペースデブリを除去する技術では、大きな電力が必要である。レーザー照射によってスペースデブリを除去する技術では、大きなデブリの除去には長時間を要し、デブリの材質によっては軌道変更が不可能である。レーザー照射によってスペースデブリを除去する技術では、レーザー照射によって加熱されることで蒸発する材質のデブリの除去となる。
スペースデブリが脅威となっている。また、デブリ同士が衝突することによってさらに多くのデブリを生じる現象（ケスラーシンドローム）が生じている（例えば、非特許文献４参照）。スペースデブリを減少させるために、ロケット、人工衛星などに、寿命が経過した後に、デブリにならないことを保証する必要がある。例えば、寿命が経過した後に、再突入の機能を持たせることが想定される。しかし、一部のロケット、人工衛星などは故障することが想定されるため、スペースデブリが生じることに変わりはない。
【0012】
本発明は、現時点ですでに存在する既存のデブリがもたらす問題と、今後打ち上げられる人工衛星に起因するスペースデブリがもたらすであろう問題とを解決すべくなされたもので、スペースデブリを除去できるスペースデブリ除去システム及びスペースデブリ除去方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の一実施形態は、主衛星と、前記主衛星とテザーを介して接続される除去衛星とを備えるスペースデブリ除去システムであって、前記主衛星は、前記スペースデブリ除去システムに接近するスペースデブリを判定する判定部によって前記スペースデブリ除去システムに接近すると判定された前記スペースデブリの軌道に基づいて、前記主衛星の軌道を制御する制御部を備え、前記制御部は、取得した一又は複数のスペースデブリの各々に衝突するための所要の軌道制御の算出結果に基づいて、前記除去衛星に一又は複数のスペースデブリのうちのいずれかのスペースデブリが衝突するようにスラスタを制御することによって前記主衛星の速度ベクトルを変化させる、スペースデブリ除去システムである。
本発明の一実施形態は、前述のスペースデブリ除去システムにおいて、前記制御部は、前記除去衛星にスペースデブリ除去システムに地球周回軌道を周回させる。
本発明の一実施形態は、前述のスペースデブリ除去システムにおいて、前記スペースデブリ除去システムに接近するスペースデブリの判定後に、前記主衛星にテザーを取り付けている機構に前記テザーの長さを調節させる調節部をさらに備え、前記調節部は、前記機構に前記テザーの長さを調節させることによって、前記除去衛星の高度を変更させる。
本発明の一実施形態は、前述のスペースデブリ除去システムにおいて、前記スペースデブリを観測する第１観測部を備え、前記判定部は、前記第１観測部による前記スペースデブリの観測結果に基づいて前記スペースデブリ除去システムに接近するスペースデブリを判定する。
本発明の一実施形態は、前述のスペースデブリ除去システムにおいて、前記第１観測部は、前記スペースデブリの観測結果に基づいて、スペースデブリの軌道を導出し、前記判定部は、前記第１観測部による前記スペースデブリの軌道の導出結果に基づいて前記スペースデブリ除去システムに接近するスペースデブリを判定する。
本発明の一実施形態は、前述のスペースデブリ除去システムにおいて、前記除去衛星の周囲を観測する第２観測部を備え、前記判定部は、前記第２観測部による前記除去衛星の周囲の観測結果に基づいて前記除去衛星に接近するスペースデブリを判定する。
本発明の一実施形態は、前述のスペースデブリ除去システムにおいて、前記除去衛星を進行方向に対して横方向に移動させる除去衛星制御部を備え、前記除去衛星制御部は、前記除去衛星を軌道面外方向に移動させることによって、前記除去衛星をスペースデブリに接近させる。
本発明の一実施形態は、前述のスペースデブリ除去システムにおいて、前記判定部は、前記第２観測部による前記除去衛星の周囲の観測結果に基づいて、前記除去衛星と前記スペースデブリとが衝突するか否かを判定し、前記除去衛星制御部は、前記判定部が前記除去衛星と前記スペースデブリとが衝突しないと判定した場合に、前記除去衛星を進行方向に対して横方向に移動させることによって、前記除去衛星をスペースデブリに衝突させる。
本発明の一実施形態は、主衛星と、前記主衛星とテザーを介して接続される除去衛星とを備えるスペースデブリ除去システムが実行するスペースデブリ除去方法であって、前記主衛星が、前記スペースデブリ除去システムに接近すると判定された前記スペースデブリの軌道に基づいて、前記主衛星の軌道を制御するステップを有し、前記制御するステップでは、取得した一又は複数のスペースデブリの各々に衝突するための所要の軌道制御の算出結果に基づいて、前記除去衛星に一又は複数のスペースデブリのうちのいずれかのスペースデブリが衝突するようにスラスタを制御することによって前記主衛星の速度ベクトルを変化させる、スペースデブリ除去方法である。
本発明の一実施形態は、前述のスペースデブリ除去システムにおいて、前記制御部は、前記除去衛星にスペースデブリ除去システムに地球周回軌道を周回させる。
本発明の一実施形態は、前述のスペースデブリ除去システムにおいて、前記スペースデブリ除去システムに接近するスペースデブリの判定後に、前記主衛星にテザーを取り付けている機構に前記テザーの長さを調節させる調節部をさらに備え、前記調節部は、前記機構に前記テザーの長さを調節させることによって、前記除去衛星の高度を変更させる。
本発明の一実施形態は、前述のスペースデブリ除去システムにおいて、前記スペースデブリを観測する第１観測部を備え、前記判定部は、前記第１観測部による前記スペースデブリの観測結果に基づいて前記スペースデブリ除去システムに接近するスペースデブリを判定する。
本発明の一実施形態は、前述のスペースデブリ除去システムにおいて、前記第１観測部は、前記スペースデブリの観測結果に基づいて、スペースデブリの軌道を導出し、前記判定部は、前記第１観測部による前記スペースデブリの軌道の導出結果に基づいて前記スペースデブリ除去システムに接近するスペースデブリを判定する。
本発明の一実施形態は、前述のスペースデブリ除去システムにおいて、前記除去衛星の周囲を観測する第２観測部を備え、前記判定部は、前記第２観測部による前記除去衛星の周囲の観測結果に基づいて前記除去衛星に接近するスペースデブリを判定する。
本発明の一実施形態は、前述のスペースデブリ除去システムにおいて、前記除去衛星を進行方向に対して横方向に移動させる除去衛星制御部を備え、前記除去衛星制御部は、前記除去衛星を軌道面外方向に移動させることによって、前記除去衛星をスペースデブリに接近させる。
本発明の一実施形態は、前述のスペースデブリ除去システムにおいて、前記判定部は、前記第２観測部による前記除去衛星の周囲の観測結果に基づいて、前記除去衛星と前記スペースデブリとが衝突するか否かを判定し、前記除去衛星制御部は、前記判定部が前記除去衛星と前記スペースデブリとが衝突しないと判定した場合に、前記除去衛星を進行方向に対して横方向に移動させることによって、前記除去衛星をスペースデブリに衝突させる。
本発明の一実施形態は、主衛星と、前記主衛星とテザーを介して接続される除去衛星とを備えるスペースデブリ除去システムが実行するスペースデブリ除去方法であって、前記主衛星が、前記スペースデブリ除去システムに接近すると判定された前記スペースデブリの軌道に基づいて、前記主衛星の軌道を制御するステップを有し、前記制御するステップでは、取得した一又は複数のスペースデブリの各々に衝突するための所要の軌道制御の算出結果に基づいて、前記除去衛星に一又は複数のスペースデブリのうちのいずれかのスペースデブリが衝突するようにスラスタを制御することによって前記主衛星の速度ベクトルを変化させる、スペースデブリ除去方法である。
【発明の効果】
【0014】
本発明の実施形態によれば、スペースデブリを除去できるスペースデブリ除去システム及びスペースデブリ除去方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】実施形態に係るスペースデブリ除去システムの一例を示す図である。
【図2】実施形態に係るスペースデブリ除去システムを説明するための図である。
【図3】実施形態に係るスペースデブリ除去システムの一例を示すブロック図である。
【図4】軌道寿命の一例を示す図である。
【図5】デブリの高度の分布を示す図である。
【図6】衝突速度の解析結果の一例を示す図である。
【図7】本実施形態に係るスペースデブリ除去システムのテザーの一例を示す図である。
【図8】本実施形態に係るスペースデブリ除去システムの動作の一例を示す図である。
【図9】実施形態の変形例に係るスペースデブリ除去システムの一例を示すブロック図である。
【図10】実施形態の変形例に係るスペースデブリ除去システムの動作の例１を示す図である。
【図11】実施形態の変形例に係るスペースデブリ除去システムの動作の例２を示す図である。
【図12】実施形態の変形例に係るスペースデブリ除去システムの動作の例１を示す図である。
【図13】実施形態の変形例に係るスペースデブリ除去システムの動作の例２を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
次に、本発明の実施形態に係るスペースデブリ除去システム及びスペースデブリ除去方法を、図面を参照しつつ説明する。以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施形態は、以下の実施形態に限られない。
なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
また、本願でいう「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。
なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
また、本願でいう「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。
【0017】
（実施形態）
（スペースデブリ除去システム）
本発明の実施形態に係るスペースデブリ除去システムを、図面を参照して説明する。
図１は、実施形態に係るスペースデブリ除去システムの一例を示す図である。実施形態に係るスペースデブリ除去システム１００は、主衛星１０と、テザー２０と、除去衛星３０と、観測装置４０とを備える。除去衛星３０は、テザー２０を介して主衛星１０と接続される。主衛星１０と除去衛星３０との一例は、人工衛星である。
（スペースデブリ除去システム）
本発明の実施形態に係るスペースデブリ除去システムを、図面を参照して説明する。
図１は、実施形態に係るスペースデブリ除去システムの一例を示す図である。実施形態に係るスペースデブリ除去システム１００は、主衛星１０と、テザー２０と、除去衛星３０と、観測装置４０とを備える。除去衛星３０は、テザー２０を介して主衛星１０と接続される。主衛星１０と除去衛星３０との一例は、人工衛星である。
【0018】
図２は、実施形態に係るスペースデブリ除去システムを説明するための図である。図２には、地球に対して、第１高度の第１軌道を周回する物体Ａと物体Ｂと、第１高度よりも低い第２高度の第２軌道を周回する物体Ｃと物体Ｄとが示される。物体Ａと物体Ｂと物体Ｃと物体Ｄとの一例は、人工衛星である。
第１軌道がケプラー軌道である場合には物体Ａと物体Ｂとは重力の影響を受け、第２軌道がケプラー軌道である場合には物体Ｃと物体Ｄとは重力の影響を受ける。
第１軌道と第２軌道とは、地球周回軌道である。この場合、同じ高度にある全ての物体の速度は等しくなる。つまり、物体Ａの速度と物体Ｂの速度とは等しくなり、物体Ｃの速度と物体Ｄの速度とは等しくなる。
また、高度が高いほど重力が弱くなるため、遅い速度でも物体は周回できる。換言すれば、軌道の高度が高いほど物体の速度及び角速度は低くなり、軌道の高度が低いほど物体の速度及び角速度は高くなる。図２に示される例では、第１軌道の第１高度は第２軌道の第２高度よりも高いため、第１軌道を周回する物体Ａの速度及び角速度と物体Ｂの速度及び角速度は、第２軌道を周回する物体Ｃの速度及び角速度と物体Ｄの速度及び角速度よりも低くなる。
また、物体は減速することによって、高度が下がる性質がある。
本実施形態では、以上の性質を利用する。図１に戻り説明を続ける。
第１軌道がケプラー軌道である場合には物体Ａと物体Ｂとは重力の影響を受け、第２軌道がケプラー軌道である場合には物体Ｃと物体Ｄとは重力の影響を受ける。
第１軌道と第２軌道とは、地球周回軌道である。この場合、同じ高度にある全ての物体の速度は等しくなる。つまり、物体Ａの速度と物体Ｂの速度とは等しくなり、物体Ｃの速度と物体Ｄの速度とは等しくなる。
また、高度が高いほど重力が弱くなるため、遅い速度でも物体は周回できる。換言すれば、軌道の高度が高いほど物体の速度及び角速度は低くなり、軌道の高度が低いほど物体の速度及び角速度は高くなる。図２に示される例では、第１軌道の第１高度は第２軌道の第２高度よりも高いため、第１軌道を周回する物体Ａの速度及び角速度と物体Ｂの速度及び角速度は、第２軌道を周回する物体Ｃの速度及び角速度と物体Ｄの速度及び角速度よりも低くなる。
また、物体は減速することによって、高度が下がる性質がある。
本実施形態では、以上の性質を利用する。図１に戻り説明を続ける。
【0019】
スペースデブリ除去システム１００の一例は、地球低軌道を周回する。この場合には、スペースデブリ除去システム１００は、矢印の方向に移動することによって、地球低軌道を周回する。以下、スペースデブリ除去システム１００の進行方向をＸ軸とし、水平方向をＹ軸とし、Ｘ軸とＹ軸と垂直である鉛直方向をＺ軸として説明を続ける。
主衛星１０は、スペースデブリ除去システム１００の重心よりも低い高度に除去衛星３０の高度を制御する。
観測装置４０は、全天のスペースデブリＤＢを観測する。観測装置４０は、スペースデブリＤＢの観測結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を観測する。観測装置４０は、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の観測結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を導出する。観測装置４０は、判定部４５と、算出部４７とを備える。判定部４５は、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果とスペースデブリ除去システム１００の軌道とに基づいて、スペースデブリ除去システム１００に接近する一又は複数のスペースデブリＤＢを判定する。ここで、判定部４５は、地球を何周もしてからスペースデブリ除去システム１００に衝突する可能性が高いスペースデブリＤＢを軌道情報から判定できる。その場合、判定部４５が判定する時点では、スペースデブリＤＢはスペースデブリ除去システム１００から見て地球の反対側にいるような場合もあり得る。判定部４５は、スペースデブリ除去システム１００に接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を導出する。
算出部４７は、判定部４５がスペースデブリ除去システム１００に接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００を衝突させるための所要の軌道制御を算出する。ここで、所要の軌道制御とは、スペースデブリ除去システム１００に与えるべき速度ベクトルの変化をいう。観測装置４０は、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々に衝突するための所要の軌道制御の算出結果を地球局などの無線局からスペースデブリ除去システム１００へ送信する。観測装置４０の一例は、地球上に設置される。
主衛星１０は、スペースデブリ除去システム１００の重心よりも低い高度に除去衛星３０の高度を制御する。
観測装置４０は、全天のスペースデブリＤＢを観測する。観測装置４０は、スペースデブリＤＢの観測結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を観測する。観測装置４０は、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の観測結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を導出する。観測装置４０は、判定部４５と、算出部４７とを備える。判定部４５は、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果とスペースデブリ除去システム１００の軌道とに基づいて、スペースデブリ除去システム１００に接近する一又は複数のスペースデブリＤＢを判定する。ここで、判定部４５は、地球を何周もしてからスペースデブリ除去システム１００に衝突する可能性が高いスペースデブリＤＢを軌道情報から判定できる。その場合、判定部４５が判定する時点では、スペースデブリＤＢはスペースデブリ除去システム１００から見て地球の反対側にいるような場合もあり得る。判定部４５は、スペースデブリ除去システム１００に接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を導出する。
算出部４７は、判定部４５がスペースデブリ除去システム１００に接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００を衝突させるための所要の軌道制御を算出する。ここで、所要の軌道制御とは、スペースデブリ除去システム１００に与えるべき速度ベクトルの変化をいう。観測装置４０は、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々に衝突するための所要の軌道制御の算出結果を地球局などの無線局からスペースデブリ除去システム１００へ送信する。観測装置４０の一例は、地球上に設置される。
【0020】
スペースデブリ除去システム１００は、観測装置４０が送信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００を衝突させるための所要の軌道制御の算出結果を受信する。スペースデブリ除去システム１００は、受信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００を衝突させるための所要の軌道制御の算出結果に基づいて、除去衛星３０に一又は複数のスペースデブリＤＢのうちのいずれかのスペースデブリＤＢが衝突するようにスペースデブリ除去システム１００の軌道を制御する。
観測装置４０は、除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したかを判定する。観測装置４０は、除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したと判定した場合に、除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻の経過の判定結果を、スペースデブリ除去システム１００へ送信する。
スペースデブリ除去システム１００は、観測装置４０が送信した除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻の経過の判定結果を受信する。スペースデブリ除去システム１００は、受信した除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻の経過の判定結果に基づいて、スペースデブリ除去システム１００に接近すると判定された一又は複数のスペースデブリＤＢのうち、残りのスペースデブリＤＢのいずれかの軌道に基づいて、除去衛星３０にいずれかのスペースデブリＤＢが衝突する軌道にスペースデブリ除去システム１００の軌道を制御する。例えば、スペースデブリ除去システム１００は、減速することによって、除去衛星３０にいずれかのスペースデブリＤＢが衝突するようにしてもよい。
除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突することによって、スペースデブリＤＢは減速する。スペースデブリＤＢが減速することによって、スペースデブリＤＢの高度が低下する。スペースデブリＤＢの高度が低下することによって、スペースデブリＤＢは大気圏に再突入する。スペースデブリＤＢが大気圏に再突入することによって、燃え尽きるため、除去される。
観測装置４０は、除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したかを判定する。観測装置４０は、除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したと判定した場合に、除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻の経過の判定結果を、スペースデブリ除去システム１００へ送信する。
スペースデブリ除去システム１００は、観測装置４０が送信した除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻の経過の判定結果を受信する。スペースデブリ除去システム１００は、受信した除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻の経過の判定結果に基づいて、スペースデブリ除去システム１００に接近すると判定された一又は複数のスペースデブリＤＢのうち、残りのスペースデブリＤＢのいずれかの軌道に基づいて、除去衛星３０にいずれかのスペースデブリＤＢが衝突する軌道にスペースデブリ除去システム１００の軌道を制御する。例えば、スペースデブリ除去システム１００は、減速することによって、除去衛星３０にいずれかのスペースデブリＤＢが衝突するようにしてもよい。
除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突することによって、スペースデブリＤＢは減速する。スペースデブリＤＢが減速することによって、スペースデブリＤＢの高度が低下する。スペースデブリＤＢの高度が低下することによって、スペースデブリＤＢは大気圏に再突入する。スペースデブリＤＢが大気圏に再突入することによって、燃え尽きるため、除去される。
【0021】
図３は、実施形態に係るスペースデブリ除去システムの一例を示すブロック図である。図３に示すように、主衛星１０は、通信部１１と、制御部１３とを備える。
通信部１１は、宇宙局などの無線局によって実現される。通信部１１は、地球局などの無線局が送信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００を衝突させるための所要の軌道制御の算出結果を受信する。また、通信部１１は、無線局が送信した除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻の経過の判定結果を受信する。
制御部１３は、通信部１１が受信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００を衝突させるための所要の軌道制御の算出結果を取得する。制御部１３は、取得した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々に衝突するための所要の軌道制御の算出結果に基づいて、除去衛星３０に一又は複数のスペースデブリＤＢのうちのいずれかのスペースデブリＤＢが衝突するようにスペースデブリ除去システム１００の軌道を制御する。ただし、ここでの軌道の制御は、わずかな微調整程度の制御であると想定される。制御部１３の一例は、スラスタを含んで構成される。
観測装置４０において、判定部４５は、除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したか否かを判定する。例えば、判定部４５は、主衛星１０において、制御部１３がスペースデブリ除去システム１００の軌道を制御することによって、除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したか否かを判定する。
観測装置４０は、除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したか否かの判定結果を地球局などの無線局からスペースデブリ除去システム１００へ送信する。
スペースデブリ除去システム１００において、通信部１１は、観測装置４０が送信した除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したか否かの判定結果を受信する。
制御部１３は、通信部１１が受信した除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果を取得する。制御部１３は、取得した判定結果と、残りのスペースデブリＤＢのいずれかのスペースデブリＤＢの軌道とに基づいて、除去衛星３０にいずれかのスペースデブリＤＢが衝突する軌道にスペースデブリ除去システム１００の軌道を制御する。
通信部１１は、宇宙局などの無線局によって実現される。通信部１１は、地球局などの無線局が送信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００を衝突させるための所要の軌道制御の算出結果を受信する。また、通信部１１は、無線局が送信した除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻の経過の判定結果を受信する。
制御部１３は、通信部１１が受信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００を衝突させるための所要の軌道制御の算出結果を取得する。制御部１３は、取得した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々に衝突するための所要の軌道制御の算出結果に基づいて、除去衛星３０に一又は複数のスペースデブリＤＢのうちのいずれかのスペースデブリＤＢが衝突するようにスペースデブリ除去システム１００の軌道を制御する。ただし、ここでの軌道の制御は、わずかな微調整程度の制御であると想定される。制御部１３の一例は、スラスタを含んで構成される。
観測装置４０において、判定部４５は、除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したか否かを判定する。例えば、判定部４５は、主衛星１０において、制御部１３がスペースデブリ除去システム１００の軌道を制御することによって、除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したか否かを判定する。
観測装置４０は、除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したか否かの判定結果を地球局などの無線局からスペースデブリ除去システム１００へ送信する。
スペースデブリ除去システム１００において、通信部１１は、観測装置４０が送信した除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したか否かの判定結果を受信する。
制御部１３は、通信部１１が受信した除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果を取得する。制御部１３は、取得した判定結果と、残りのスペースデブリＤＢのいずれかのスペースデブリＤＢの軌道とに基づいて、除去衛星３０にいずれかのスペースデブリＤＢが衝突する軌道にスペースデブリ除去システム１００の軌道を制御する。
【0022】
図４は、軌道寿命の一例を示す図である（例えば、非特許文献５参照）。図４には、遠地点高度と近地点高度別の軌道寿命が示される。一般的な面積重量比（０．０１ｍ２／ｋｇ）の物体の場合には、軌道寿命は、遠地点高度と近地点高度とによって決まる。図４によれば、近地点高度である２００ｋｍである場合に寿命は約０．１年であることが分かる。
図５は、デブリの高度の分布を示す。図５において、横軸は平均高度を示し、縦軸はデブリの割合を示す。ここで、平均高度は、遠地点高度と近地点高度との平均値で表される。図５によれば、高度が８５０ｋｍの近傍に多くのスペースデブリＤＢが存在していることが分かる。
一例として、除去する対象のスペースデブリＤＢの高度が８５０ｋｍの場合について説明を続ける。スペースデブリ除去システム１００の重心の高度を８５０ｋｍから１１００ｋｍと仮定する。また、スペースデブリ除去システム１００の重心からのテザー２０の長さを０から２５０ｋｍとする。以上の条件で解析を行った。
図６は、衝突速度の解析結果の一例を示す図である。図６において、横軸はスペースデブリ除去システム１００の重心の高度であり、縦軸は衝突速度である。
図６によれば、衝突速度は０から３７０ｍ／ｓまでの値をとることが分かる。仮に目標とする近地点高度を２００ｋｍとすると、所要のΔＶは約０．１７７ｋｍ／ｓとなるので、重心の高度が９６７．１ｋｍ以上であれば、衝突によりスペースデブリの近地点高度を２００ｋｍ以下にすることができる。なお、ここでは、近地点高度を２００ｋｍにするための所要のΔＶが約０．１７７ｋｍ／ｓとなる計算については、既知の計算で求めることができるためその説明を省略する。また、ここでは、一例として、反発係数が０の場合の最悪ケースの場合について示した。実際には反発係数は０～１の間の値になるため、より大きなΔＶが得られる。また、ここでは、一例として、高度８５０ｋｍのスペースデブリＤＢについて示したが、高度８５０ｋｍ以外のスペースデブリＤＢについても、図６に示すような衝突速度の解析結果を用意でき、衝突によりスペースデブリの近地点高度を２００ｋｍ以下にできる重心の高度を導出できる。
図５は、デブリの高度の分布を示す。図５において、横軸は平均高度を示し、縦軸はデブリの割合を示す。ここで、平均高度は、遠地点高度と近地点高度との平均値で表される。図５によれば、高度が８５０ｋｍの近傍に多くのスペースデブリＤＢが存在していることが分かる。
一例として、除去する対象のスペースデブリＤＢの高度が８５０ｋｍの場合について説明を続ける。スペースデブリ除去システム１００の重心の高度を８５０ｋｍから１１００ｋｍと仮定する。また、スペースデブリ除去システム１００の重心からのテザー２０の長さを０から２５０ｋｍとする。以上の条件で解析を行った。
図６は、衝突速度の解析結果の一例を示す図である。図６において、横軸はスペースデブリ除去システム１００の重心の高度であり、縦軸は衝突速度である。
図６によれば、衝突速度は０から３７０ｍ／ｓまでの値をとることが分かる。仮に目標とする近地点高度を２００ｋｍとすると、所要のΔＶは約０．１７７ｋｍ／ｓとなるので、重心の高度が９６７．１ｋｍ以上であれば、衝突によりスペースデブリの近地点高度を２００ｋｍ以下にすることができる。なお、ここでは、近地点高度を２００ｋｍにするための所要のΔＶが約０．１７７ｋｍ／ｓとなる計算については、既知の計算で求めることができるためその説明を省略する。また、ここでは、一例として、反発係数が０の場合の最悪ケースの場合について示した。実際には反発係数は０～１の間の値になるため、より大きなΔＶが得られる。また、ここでは、一例として、高度８５０ｋｍのスペースデブリＤＢについて示したが、高度８５０ｋｍ以外のスペースデブリＤＢについても、図６に示すような衝突速度の解析結果を用意でき、衝突によりスペースデブリの近地点高度を２００ｋｍ以下にできる重心の高度を導出できる。
【0023】
テザー２０は、主衛星１０と除去衛星３０とを接続するためのものである。テザー２０によって、主衛星１０に除去衛星３０が吊るされる。テザー２０の一例は、スペースデブリ除去システム１００の重心の高度が１０００ｋｍ以下であり、且つ主衛星１０と除去衛星３０との質量比を１：１と仮定した場合に、所要長は３００ｋｍ以下となる。
図７は、本実施形態に係るスペースデブリ除去システムのテザーの一例を示す図である。図７は、テザー２０の一例として、Ｈｏｙｔｅｔｈｅｒの構造を示す。テザー２０には、スペースデブリＤＢを除去する際に、観測できるスペースデブリＤＢに加えて、観測できない微小なスペースデブリＤＢが衝突する可能性がある。Ｈｏｙｔｅｔｈｅｒ（例えば、特許文献１参照）は、縒り糸が切れたときに周りの縒り糸にそれがまとわり付いて強度を保とうとする性質を有する。Ｈｏｙｔｅｔｈｅｒなどの冗長構造を有するものを使用することによって、スペースデブリＤＢが衝突した場合でも切れにくいテザー２０を実現できる。図３に戻り説明を続ける。
除去衛星３０には、スペースデブリＤＢが衝突する。仮に、スペースデブリＤＢが除去衛星３０に衝突する速度を２００ｍ／ｓ程度とした場合に、銃から発射された弾丸の速度の半分程度であると想定される。したがって、除去衛星３０の材料としては、アラミド繊維などの防弾チョッキに使用されている素材（複合材）を使用できる。除去衛星３０の形状は、図１に示されるように板状（直方体）であってもよく、円形状であってもよい。
図７は、本実施形態に係るスペースデブリ除去システムのテザーの一例を示す図である。図７は、テザー２０の一例として、Ｈｏｙｔｅｔｈｅｒの構造を示す。テザー２０には、スペースデブリＤＢを除去する際に、観測できるスペースデブリＤＢに加えて、観測できない微小なスペースデブリＤＢが衝突する可能性がある。Ｈｏｙｔｅｔｈｅｒ（例えば、特許文献１参照）は、縒り糸が切れたときに周りの縒り糸にそれがまとわり付いて強度を保とうとする性質を有する。Ｈｏｙｔｅｔｈｅｒなどの冗長構造を有するものを使用することによって、スペースデブリＤＢが衝突した場合でも切れにくいテザー２０を実現できる。図３に戻り説明を続ける。
除去衛星３０には、スペースデブリＤＢが衝突する。仮に、スペースデブリＤＢが除去衛星３０に衝突する速度を２００ｍ／ｓ程度とした場合に、銃から発射された弾丸の速度の半分程度であると想定される。したがって、除去衛星３０の材料としては、アラミド繊維などの防弾チョッキに使用されている素材（複合材）を使用できる。除去衛星３０の形状は、図１に示されるように板状（直方体）であってもよく、円形状であってもよい。
【0024】
（スペースデブリ除去システムの動作）
図８は、本実施形態に係るスペースデブリ除去システムの動作の一例を示す図である。
（ステップＳ１－１）
観測装置４０は、全天のスペースデブリＤＢを観測する。観測装置４０は、スペースデブリＤＢの観測結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を観測する。
（ステップＳ２－１）
観測装置４０は、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を観測した結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を導出する。
（ステップＳ３－１）
観測装置４０において、判定部４５は、導出した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果とスペースデブリ除去システム１００の軌道とに基づいて、スペースデブリ除去システム１００に接近する一又は複数のスペースデブリＤＢを判定する。
（ステップＳ４－１）
観測装置４０において、判定部４５は、スペースデブリ除去システム１００に接近する一又は複数のスペースデブリＤＢを判定結果に基づいて、スペースデブリ除去システム１００に接近する一又は複数のスペースデブリＤＢの軌道を導出する。
（ステップＳ５－１）
観測装置４０において、算出部４７は、判定部４５がスペースデブリ除去システム１００に接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００を衝突させるための所要の軌道制御を算出する。
（ステップＳ６－１）
観測装置４０は、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００を衝突させるための所要の軌道制御の算出結果を無線局からスペースデブリ除去システム１００へ送信する。
図８は、本実施形態に係るスペースデブリ除去システムの動作の一例を示す図である。
（ステップＳ１－１）
観測装置４０は、全天のスペースデブリＤＢを観測する。観測装置４０は、スペースデブリＤＢの観測結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を観測する。
（ステップＳ２－１）
観測装置４０は、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を観測した結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を導出する。
（ステップＳ３－１）
観測装置４０において、判定部４５は、導出した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果とスペースデブリ除去システム１００の軌道とに基づいて、スペースデブリ除去システム１００に接近する一又は複数のスペースデブリＤＢを判定する。
（ステップＳ４－１）
観測装置４０において、判定部４５は、スペースデブリ除去システム１００に接近する一又は複数のスペースデブリＤＢを判定結果に基づいて、スペースデブリ除去システム１００に接近する一又は複数のスペースデブリＤＢの軌道を導出する。
（ステップＳ５－１）
観測装置４０において、算出部４７は、判定部４５がスペースデブリ除去システム１００に接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００を衝突させるための所要の軌道制御を算出する。
（ステップＳ６－１）
観測装置４０は、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００を衝突させるための所要の軌道制御の算出結果を無線局からスペースデブリ除去システム１００へ送信する。
【0025】
（ステップＳ７－１）
主衛星１０において、通信部１１は、無線局が送信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００を衝突させるための所要の軌道制御の算出結果を受信する。
（ステップＳ８－１）
主衛星１０において、制御部１３は、通信部１１が受信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００を衝突させるための所要の軌道制御の算出結果を取得する。制御部１３は、取得した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００を衝突させるための所要の軌道制御の算出結果に基づいて、除去衛星３０に一又は複数のスペースデブリＤＢのうちのいずれかのスペースデブリＤＢが衝突する軌道にスペースデブリ除去システム１００の軌道を制御する。
（ステップＳ９－１）
観測装置４０において、判定部４５は、主衛星１０がスペースデブリ除去システム１００の軌道を制御することによって、除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したと判定する。
（ステップＳ１０－１）
観測装置４０は、除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果を無線局からスペースデブリ除去システム１００へ送信する。
（ステップＳ１１－１）
主衛星１０において、通信部１１は、無線局が送信した除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果を受信する。
（ステップＳ１２－１）
主衛星１０において、制御部１３は、通信部１１が受信した除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果を取得する。制御部１３は、取得した除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果と、残りのスペースデブリＤＢのいずれかのスペースデブリＤＢの軌道とに基づいて、除去衛星３０にいずれかのスペースデブリＤＢが衝突する軌道にスペースデブリ除去システム１００の軌道を制御する。
主衛星１０において、通信部１１は、無線局が送信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００を衝突させるための所要の軌道制御の算出結果を受信する。
（ステップＳ８－１）
主衛星１０において、制御部１３は、通信部１１が受信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００を衝突させるための所要の軌道制御の算出結果を取得する。制御部１３は、取得した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００を衝突させるための所要の軌道制御の算出結果に基づいて、除去衛星３０に一又は複数のスペースデブリＤＢのうちのいずれかのスペースデブリＤＢが衝突する軌道にスペースデブリ除去システム１００の軌道を制御する。
（ステップＳ９－１）
観測装置４０において、判定部４５は、主衛星１０がスペースデブリ除去システム１００の軌道を制御することによって、除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したと判定する。
（ステップＳ１０－１）
観測装置４０は、除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果を無線局からスペースデブリ除去システム１００へ送信する。
（ステップＳ１１－１）
主衛星１０において、通信部１１は、無線局が送信した除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果を受信する。
（ステップＳ１２－１）
主衛星１０において、制御部１３は、通信部１１が受信した除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果を取得する。制御部１３は、取得した除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果と、残りのスペースデブリＤＢのいずれかのスペースデブリＤＢの軌道とに基づいて、除去衛星３０にいずれかのスペースデブリＤＢが衝突する軌道にスペースデブリ除去システム１００の軌道を制御する。
【0026】
前述した実施形態では、観測装置４０が地球上に設置される場合について説明したが、この例に限られない。例えば、スペースデブリ除去システム１００が観測装置４０を備えてもよい。観測装置４０が地球上に設置されるとともにスペースデブリ除去システム１００に備えられてもよい。スペースデブリ除去システム１００が観測装置４０を備える場合に、主衛星１０が観測装置４０を備えるようにしてもよいし、除去衛星３０が観測装置４０を備えるようにしてもよい。また、主衛星１０と除去衛星３０とは異なる他の衛星が観測装置４０を備えるようにしてもよいし、宇宙ステーションが観測装置４０を備えるようにしてもよい。
前述した実施形態では、観測装置４０が判定部４５を備える場合につい説明したが、この例に限られない。例えば、判定部４５が主衛星１０に設置されてもよいし、除去衛星３０が判定部４５を備えてもよい。判定部４５が、地球上と主衛星１０と除去衛星３０との少なくとも一つに備えらえてもよい。
判定部４５が主衛星１０に設置される場合、判定部４５は、観測装置４０が主衛星１０へ送信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果を取得する。また、判定部４５は、スペースデブリ除去システム１００の軌道を示す情報を取得する。判定部４５は、取得した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果とスペースデブリ除去システム１００の軌道とに基づいて、スペースデブリ除去システム１００に接近する一又は複数のスペースデブリＤＢを判定する。制御部１３は、スペースデブリ除去システム１００に接近する一又は複数のスペースデブリＤＢの判定結果を取得する。
前述した実施形態では、観測装置４０が算出部４７を備える場合につい説明したが、この例に限られない。例えば、算出部４７が主衛星１０に設置されてもよいし、除去衛星３０が算出部４７を備えてもよい。算出部４７が、地球上と主衛星１０と除去衛星３０との少なくとも一つに備えらえてもよい。
算出部４７が主衛星１０に設置される場合、算出部４７は、観測装置４０が主衛星１０へ送信したスペースデブリ除去システム１００に接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果を取得する。算出部４７は、取得したスペースデブリ除去システム１００に接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００を衝突させるための所要の軌道制御を算出する。
前述した実施形態では、主衛星１０が制御部１３を備える場合につい説明したが、この例に限られない。例えば、除去衛星３０が制御部１３を備えてもよい。制御部１３が、主衛星１０と除去衛星３０との少なくとも一つに備えらえてもよい。
前述した実施形態では、スペースデブリ除去システム１００が、地球低軌道を周回する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、テザー２０の長さを長くして、静止軌道よりも高い高度の軌道にスペースデブリ除去システム１００を配置してもよい。この場合においても、スペースデブリ除去システム１００は、静止軌道にあるデブリを短期間で再突入させることができる。
前述した実施形態では、観測装置４０が判定部４５を備える場合につい説明したが、この例に限られない。例えば、判定部４５が主衛星１０に設置されてもよいし、除去衛星３０が判定部４５を備えてもよい。判定部４５が、地球上と主衛星１０と除去衛星３０との少なくとも一つに備えらえてもよい。
判定部４５が主衛星１０に設置される場合、判定部４５は、観測装置４０が主衛星１０へ送信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果を取得する。また、判定部４５は、スペースデブリ除去システム１００の軌道を示す情報を取得する。判定部４５は、取得した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果とスペースデブリ除去システム１００の軌道とに基づいて、スペースデブリ除去システム１００に接近する一又は複数のスペースデブリＤＢを判定する。制御部１３は、スペースデブリ除去システム１００に接近する一又は複数のスペースデブリＤＢの判定結果を取得する。
前述した実施形態では、観測装置４０が算出部４７を備える場合につい説明したが、この例に限られない。例えば、算出部４７が主衛星１０に設置されてもよいし、除去衛星３０が算出部４７を備えてもよい。算出部４７が、地球上と主衛星１０と除去衛星３０との少なくとも一つに備えらえてもよい。
算出部４７が主衛星１０に設置される場合、算出部４７は、観測装置４０が主衛星１０へ送信したスペースデブリ除去システム１００に接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果を取得する。算出部４７は、取得したスペースデブリ除去システム１００に接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００を衝突させるための所要の軌道制御を算出する。
前述した実施形態では、主衛星１０が制御部１３を備える場合につい説明したが、この例に限られない。例えば、除去衛星３０が制御部１３を備えてもよい。制御部１３が、主衛星１０と除去衛星３０との少なくとも一つに備えらえてもよい。
前述した実施形態では、スペースデブリ除去システム１００が、地球低軌道を周回する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、テザー２０の長さを長くして、静止軌道よりも高い高度の軌道にスペースデブリ除去システム１００を配置してもよい。この場合においても、スペースデブリ除去システム１００は、静止軌道にあるデブリを短期間で再突入させることができる。
【0027】
本実施形態に係るスペースデブリ除去システムによれば、スペースデブリ除去システム１００は、主衛星１０と、主衛星１０とテザー２０を介して接続される除去衛星３０とを備える。スペースデブリ除去システム１００は、スペースデブリ除去システム１００に接近するスペースデブリＤＢを判定する判定部４５によってスペースデブリ除去システム１００に接近すると判定されたスペースデブリＤＢの軌道に基づいて、スペースデブリ除去システム１００の軌道を制御する制御部１３を備える。
このように構成することによって、スペースデブリ除去システム１００は、スペースデブリ除去システム１００に接近すると判定されたスペースデブリＤＢの軌道に基づいて、スペースデブリ除去システム１００の軌道を制御できるため、除去衛星３０にスペースデブリＤＢを衝突させることができる。除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突した場合に、スペースデブリＤＢの高度を低下させることができるため、スペースデブリＤＢを再突入させることによって、除去できる。つまり、除去衛星３０をスペースデブリＤＢに衝突させることによりスペースデブリＤＢを減速させ再突入させることができるので、より多くのデブリを除去できる。
また、０．４ｋｍ／ｓ程度以下の低速で、除去衛星３０にスペースデブリＤＢを衝突させることができるため、除去衛星３０の破損を防止できる又は破損があっても軽微にできる。除去衛星３０の破損を軽微にできるため、スペースデブリＤＢの除去に除去衛星３０を複数回使用できる。
また、除去衛星３０において、スペースデブリＤＢが衝突する面の面積を広くすることによって、多くのスペースデブリＤＢを衝突させることができるため、多くのスペースデブリＤＢの除去が可能になる。また、捕獲できないデブリ、および、小さくて地上から観測できないため軌道を決定できないデブリも落とすことができる。
このように構成することによって、スペースデブリ除去システム１００は、スペースデブリ除去システム１００に接近すると判定されたスペースデブリＤＢの軌道に基づいて、スペースデブリ除去システム１００の軌道を制御できるため、除去衛星３０にスペースデブリＤＢを衝突させることができる。除去衛星３０にスペースデブリＤＢが衝突した場合に、スペースデブリＤＢの高度を低下させることができるため、スペースデブリＤＢを再突入させることによって、除去できる。つまり、除去衛星３０をスペースデブリＤＢに衝突させることによりスペースデブリＤＢを減速させ再突入させることができるので、より多くのデブリを除去できる。
また、０．４ｋｍ／ｓ程度以下の低速で、除去衛星３０にスペースデブリＤＢを衝突させることができるため、除去衛星３０の破損を防止できる又は破損があっても軽微にできる。除去衛星３０の破損を軽微にできるため、スペースデブリＤＢの除去に除去衛星３０を複数回使用できる。
また、除去衛星３０において、スペースデブリＤＢが衝突する面の面積を広くすることによって、多くのスペースデブリＤＢを衝突させることができるため、多くのスペースデブリＤＢの除去が可能になる。また、捕獲できないデブリ、および、小さくて地上から観測できないため軌道を決定できないデブリも落とすことができる。
【0028】
また、除去衛星３０にスペースデブリＤＢを衝突させることによって、スペースデブリＤＢに再突入させることができるため、スペースデブリＤＢの軌道を変更する手段を不要にできるだけでなく、多くのスペースデブリＤＢの除去が可能になる。
また、スペースデブリＤＢを捕獲することなく、スペースデブリＤＢの除去が可能になる。除去衛星３０にスペースデブリＤＢを衝突させるだけでよいため、捕獲が困難な小さなデブリも除去できる。
また、同じ軌道傾斜角でも重心高度が違うため、スペースデブリＤＢと昇交点赤経の変化率を異ならせることができる。除去衛星３０にスペースデブリＤＢが接近する機会が自然に訪れるため、スペースデブリ除去システム１００の大きな軌道変更を不要にできる。これによって、スペースデブリ除去システム１００の燃料消費量を少なくできる。
また、制御部１３は、スペースデブリ除去システム１００に地球周回軌道を周回させる。このように構成することによって、スペースデブリ除去システム１００は、物体を減速させた場合に高度が下がる性質を利用できるため、除去衛星にスペースデブリが衝突した場合に、スペースデブリＤＢの高度を低下させることができる。このため、スペースデブリＤＢを再突入させることで、除去できる。また、スペースデブリ除去システム１００をさらに有効に使うための一例では、スペースデブリ除去システム１００は、遠地点では、除去衛星３０の速度をスペースデブリＤＢよりも低速にできるため、除去衛星にスペースデブリが衝突した場合に、スペースデブリＤＢの高度を低下させることができるため、スペースデブリＤＢを再突入させることで、除去できる。
また、スペースデブリＤＢを捕獲することなく、スペースデブリＤＢの除去が可能になる。除去衛星３０にスペースデブリＤＢを衝突させるだけでよいため、捕獲が困難な小さなデブリも除去できる。
また、同じ軌道傾斜角でも重心高度が違うため、スペースデブリＤＢと昇交点赤経の変化率を異ならせることができる。除去衛星３０にスペースデブリＤＢが接近する機会が自然に訪れるため、スペースデブリ除去システム１００の大きな軌道変更を不要にできる。これによって、スペースデブリ除去システム１００の燃料消費量を少なくできる。
また、制御部１３は、スペースデブリ除去システム１００に地球周回軌道を周回させる。このように構成することによって、スペースデブリ除去システム１００は、物体を減速させた場合に高度が下がる性質を利用できるため、除去衛星にスペースデブリが衝突した場合に、スペースデブリＤＢの高度を低下させることができる。このため、スペースデブリＤＢを再突入させることで、除去できる。また、スペースデブリ除去システム１００をさらに有効に使うための一例では、スペースデブリ除去システム１００は、遠地点では、除去衛星３０の速度をスペースデブリＤＢよりも低速にできるため、除去衛星にスペースデブリが衝突した場合に、スペースデブリＤＢの高度を低下させることができるため、スペースデブリＤＢを再突入させることで、除去できる。
【0029】
また、スペースデブリＤＢを観測する観測装置４０としての第１観測部を備え、判定部４５は、第１観測部によるスペースデブリＤＢの観測結果に基づいてスペースデブリ除去システム１００に接近するスペースデブリＤＢを判定する。
このように構成することによって、判定部４５は、観測装置４０から、スペースデブリＤＢの観測結果を取得できるため、取得したスペースデブリＤＢの観測結果に基づいてスペースデブリ除去システム１００に接近するスペースデブリＤＢを判定できる。
また、第１観測部は、スペースデブリＤＢの観測結果に基づいて、スペースデブリの軌道を導出し、判定部４５は、第１観測部によるスペースデブリＤＢの軌道の導出結果に基づいてスペースデブリ除去システム１００に接近するスペースデブリＤＢを判定する。このように構成することによって、第１観測部は、スペースデブリＤＢの観測結果に基づいて、スペースデブリの軌道を導出できるため、判定部４５は、第１観測部によるスペースデブリＤＢの軌道の導出結果に基づいてスペースデブリ除去システム１００に接近するスペースデブリＤＢを判定できる。
このように構成することによって、判定部４５は、観測装置４０から、スペースデブリＤＢの観測結果を取得できるため、取得したスペースデブリＤＢの観測結果に基づいてスペースデブリ除去システム１００に接近するスペースデブリＤＢを判定できる。
また、第１観測部は、スペースデブリＤＢの観測結果に基づいて、スペースデブリの軌道を導出し、判定部４５は、第１観測部によるスペースデブリＤＢの軌道の導出結果に基づいてスペースデブリ除去システム１００に接近するスペースデブリＤＢを判定する。このように構成することによって、第１観測部は、スペースデブリＤＢの観測結果に基づいて、スペースデブリの軌道を導出できるため、判定部４５は、第１観測部によるスペースデブリＤＢの軌道の導出結果に基づいてスペースデブリ除去システム１００に接近するスペースデブリＤＢを判定できる。
【0030】
（実施形態の変形例）
（スペースデブリ除去システム）
実施形態の変形例に係るスペースデブリ除去システム１００ａは、図１を適用できる。ただし、主衛星１０の代わりに主衛星１０ａを備え、除去衛星３０の代わりに除去衛星３０ａを備える。
スペースデブリ除去システム１００ａの一例は、地球低軌道を周回する。観測装置４０ａは、スペースデブリＤＢを観測する。観測装置４０ａは、スペースデブリＤＢの観測結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を観測する。観測装置４０ａは、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の観測結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を導出する。観測装置４０ａは、判定部４５ａと算出部４７ａとを備える。判定部４５ａは、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果とスペースデブリ除去システム１００ａの軌道とに基づいて、スペースデブリ除去システム１００ａに接近する一又は複数のスペースデブリＤＢを判定する。ここで、判定部４５ａは、地球を何周もしてからスペースデブリ除去システム１００ａに衝突する可能性が高いスペースデブリＤＢを軌道情報から判定できる。その場合、判定部４５ａが判定する時点では、スペースデブリＤＢはスペースデブリ除去システム１００ａから見て地球の反対側にいるような場合もあり得る。 判定部４５ａは、スペースデブリ除去システム１００ａに接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々が除去衛星３０ａに衝突した場合に除去衛星３０ａが破損するか否かを判定する。例えば、判定部４５ａは、除去衛星３０ａに衝突しようとしているスペースデブリＤＢの質量と衝突速度とのいずれか一方又は両方を推定する。判定部４５ａは、除去衛星３０ａに衝突しようとしているスペースデブリＤＢの質量と衝突速度とのいずれか一方又は両方の推定結果に基づいて、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突した場合に除去衛星３０ａが破損するか否かを判定する。
具体的には、判定部４５ａは、スペースデブリＤＢの質量の推定結果が質量閾値以上と衝突速度が速度閾値以上とのいずれか一方又は両方である場合に除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突した場合に除去衛星３０ａが破損すると判定する。判定部４５ａは、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突することによって除去衛星３０ａが破損すると判定した場合に、除去衛星３０ａの位置を変更することによって、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突することを回避させる。
（スペースデブリ除去システム）
実施形態の変形例に係るスペースデブリ除去システム１００ａは、図１を適用できる。ただし、主衛星１０の代わりに主衛星１０ａを備え、除去衛星３０の代わりに除去衛星３０ａを備える。
スペースデブリ除去システム１００ａの一例は、地球低軌道を周回する。観測装置４０ａは、スペースデブリＤＢを観測する。観測装置４０ａは、スペースデブリＤＢの観測結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を観測する。観測装置４０ａは、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の観測結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を導出する。観測装置４０ａは、判定部４５ａと算出部４７ａとを備える。判定部４５ａは、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果とスペースデブリ除去システム１００ａの軌道とに基づいて、スペースデブリ除去システム１００ａに接近する一又は複数のスペースデブリＤＢを判定する。ここで、判定部４５ａは、地球を何周もしてからスペースデブリ除去システム１００ａに衝突する可能性が高いスペースデブリＤＢを軌道情報から判定できる。その場合、判定部４５ａが判定する時点では、スペースデブリＤＢはスペースデブリ除去システム１００ａから見て地球の反対側にいるような場合もあり得る。 判定部４５ａは、スペースデブリ除去システム１００ａに接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々が除去衛星３０ａに衝突した場合に除去衛星３０ａが破損するか否かを判定する。例えば、判定部４５ａは、除去衛星３０ａに衝突しようとしているスペースデブリＤＢの質量と衝突速度とのいずれか一方又は両方を推定する。判定部４５ａは、除去衛星３０ａに衝突しようとしているスペースデブリＤＢの質量と衝突速度とのいずれか一方又は両方の推定結果に基づいて、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突した場合に除去衛星３０ａが破損するか否かを判定する。
具体的には、判定部４５ａは、スペースデブリＤＢの質量の推定結果が質量閾値以上と衝突速度が速度閾値以上とのいずれか一方又は両方である場合に除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突した場合に除去衛星３０ａが破損すると判定する。判定部４５ａは、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突することによって除去衛星３０ａが破損すると判定した場合に、除去衛星３０ａの位置を変更することによって、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突することを回避させる。
【0031】
判定部４５ａは、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突しても除去衛星３０ａが破損しないと判定した場合にはスペースデブリ除去システム１００ａに接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を導出する。算出部４７ａは、判定部４５ａがスペースデブリ除去システム１００ａに接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させるための所要の軌道制御を算出する。
判定部４５ａは、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突することによって除去衛星３０ａが破損すると判定した場合にはスペースデブリ除去システム１００ａに接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々が除去衛星３０ａに衝突することを回避する軌道を導出する。算出部４７ａは、判定部４５ａがスペースデブリ除去システム１００ａに接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々が除去衛星３０ａに衝突することを回避する軌道の導出結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させることを回避させるための所要の軌道制御を算出する。観測装置４０ａは、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させるための所要の軌道制御の導出結果又は一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させることを回避させるための所要の軌道制御の導出結果を無線局からスペースデブリ除去システム１００ａへ送信する。
スペースデブリ除去システム１００ａは、観測装置４０ａが送信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させるための所要の軌道制御の導出結果又は一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させることを回避させるための所要の軌道制御の導出結果を受信する。スペースデブリ除去システム１００ａは、受信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させるための所要の軌道制御の導出結果に基づいて、除去衛星３０ａに一又は複数のスペースデブリＤＢのうちのいずれかのスペースデブリＤＢが衝突するようにスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御する。スペースデブリ除去システム１００ａは、除去衛星３０ａに衝突するスペースデブリＤＢの数が十分でない場合に、除去衛星３０ａに接近しているスペースデブリＤＢを除去衛星３０ａの位置を微調整することによって衝突させる。
スペースデブリ除去システム１００ａは、受信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させることを回避させるための所要の軌道制御の導出結果に基づいて、除去衛星３０ａに一又は複数のスペースデブリＤＢのうちのいずれかのスペースデブリＤＢが衝突することを回避するようにスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御する。
判定部４５ａは、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突することによって除去衛星３０ａが破損すると判定した場合にはスペースデブリ除去システム１００ａに接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々が除去衛星３０ａに衝突することを回避する軌道を導出する。算出部４７ａは、判定部４５ａがスペースデブリ除去システム１００ａに接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々が除去衛星３０ａに衝突することを回避する軌道の導出結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させることを回避させるための所要の軌道制御を算出する。観測装置４０ａは、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させるための所要の軌道制御の導出結果又は一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させることを回避させるための所要の軌道制御の導出結果を無線局からスペースデブリ除去システム１００ａへ送信する。
スペースデブリ除去システム１００ａは、観測装置４０ａが送信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させるための所要の軌道制御の導出結果又は一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させることを回避させるための所要の軌道制御の導出結果を受信する。スペースデブリ除去システム１００ａは、受信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させるための所要の軌道制御の導出結果に基づいて、除去衛星３０ａに一又は複数のスペースデブリＤＢのうちのいずれかのスペースデブリＤＢが衝突するようにスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御する。スペースデブリ除去システム１００ａは、除去衛星３０ａに衝突するスペースデブリＤＢの数が十分でない場合に、除去衛星３０ａに接近しているスペースデブリＤＢを除去衛星３０ａの位置を微調整することによって衝突させる。
スペースデブリ除去システム１００ａは、受信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させることを回避させるための所要の軌道制御の導出結果に基づいて、除去衛星３０ａに一又は複数のスペースデブリＤＢのうちのいずれかのスペースデブリＤＢが衝突することを回避するようにスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御する。
【0032】
スペースデブリ除去システム１００ａにおいて、除去衛星３０ａに一又は複数のスペースデブリＤＢのうちのいずれかのスペースデブリＤＢが衝突するようにスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御する場合に、例えば、主衛星１０ａは、テザー２０によって除去衛星３０ａの位置を制御する。具体的には、主衛星１０ａは、テザー２０の長さを調節することによって、除去衛星３０ａの高度を変更する。このように構成することによって、主衛星１０ａは、除去衛星３０ａの高度とスペースデブリＤＢの高度との差を解消する。
スペースデブリ除去システム１００ａにおいて、除去衛星３０ａに一又は複数のスペースデブリＤＢのうちのいずれかのスペースデブリＤＢが衝突するようにスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御する場合に、例えば、除去衛星３０ａは、スペースデブリ除去システム１００ａの進行方向に対して、横方向（軌道面外方向）に移動することによって、除去衛星３０ａのＸ軸とＹ軸とによって表される水平面における位置を変更する。このように構成することによって、除去衛星３０ａは、除去衛星３０ａの水平面における位置とスペースデブリＤＢの水平面における位置との差を解消する。
除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突することによって、スペースデブリＤＢは減速する。スペースデブリＤＢが減速することによって、スペースデブリＤＢの高度が低下する。スペースデブリＤＢの高度が低下することによって、スペースデブリＤＢは再突入することで、除去される。
観測装置４０ａは、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したかを判定する。判定部４５ａは、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したと判定した場合に、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻の経過の判定結果を、スペースデブリ除去システム１００ａへ送信する。
スペースデブリ除去システム１００ａは、観測装置４０ａが送信した除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻の経過の判定結果を受信する。スペースデブリ除去システム１００ａは、受信した除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻の経過の判定結果に基づいて、スペースデブリ除去システム１００ａに接近すると判定された一又は複数のスペースデブリＤＢのうち、残りのスペースデブリＤＢのいずれかの軌道に基づいて、除去衛星３０ａにいずれかのスペースデブリＤＢが衝突する軌道にスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御する。例えば、スペースデブリ除去システム１００ａは、減速することによって、除去衛星３０にいずれかのスペースデブリＤＢが衝突するようにしてもよい。
スペースデブリ除去システム１００ａにおいて、除去衛星３０ａに一又は複数のスペースデブリＤＢのうちのいずれかのスペースデブリＤＢが衝突するようにスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御する場合に、例えば、除去衛星３０ａは、スペースデブリ除去システム１００ａの進行方向に対して、横方向（軌道面外方向）に移動することによって、除去衛星３０ａのＸ軸とＹ軸とによって表される水平面における位置を変更する。このように構成することによって、除去衛星３０ａは、除去衛星３０ａの水平面における位置とスペースデブリＤＢの水平面における位置との差を解消する。
除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突することによって、スペースデブリＤＢは減速する。スペースデブリＤＢが減速することによって、スペースデブリＤＢの高度が低下する。スペースデブリＤＢの高度が低下することによって、スペースデブリＤＢは再突入することで、除去される。
観測装置４０ａは、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したかを判定する。判定部４５ａは、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したと判定した場合に、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻の経過の判定結果を、スペースデブリ除去システム１００ａへ送信する。
スペースデブリ除去システム１００ａは、観測装置４０ａが送信した除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻の経過の判定結果を受信する。スペースデブリ除去システム１００ａは、受信した除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻の経過の判定結果に基づいて、スペースデブリ除去システム１００ａに接近すると判定された一又は複数のスペースデブリＤＢのうち、残りのスペースデブリＤＢのいずれかの軌道に基づいて、除去衛星３０ａにいずれかのスペースデブリＤＢが衝突する軌道にスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御する。例えば、スペースデブリ除去システム１００ａは、減速することによって、除去衛星３０にいずれかのスペースデブリＤＢが衝突するようにしてもよい。
【0033】
図９は、実施形態の変形例に係るスペースデブリ除去システムの一例を示すブロック図である。
主衛星１０ａは、実施形態に係る主衛星１０と比較して、調節部１４を備え、制御部１３の代わりに制御部１３ａを備える点で異なる。
観測装置４０ａは、実施形態に係る観測装置４０と比較して、判定部４５の代わりに判定部４５ａを備える点で異なる。
判定部４５ａは、判定部４５を適用できる。ただし、判定部４５ａは、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突した場合に除去衛星３０ａが破損するか否かを判定する。例えば、判定部４５ａは、除去衛星３０ａに衝突しようとしている一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の質量と衝突速度とのいずれか一方又は両方を推定する。
判定部４５ａは、除去衛星３０ａに衝突しようとしている一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の質量と衝突速度とのいずれか一方又は両方の推定結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々について、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突した場合に除去衛星３０ａが破損するか否かを判定する。具体的には、判定部４５ａは、スペースデブリＤＢの質量の推定結果が質量閾値以上と衝突速度が速度閾値以上とのいずれか一方又は両方である場合に除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突した場合に除去衛星３０ａが破損すると判定する。
判定部４５ａは、スペースデブリ除去システム１００ａに接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢのうち、除去衛星３０ａが破損しないと判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を導出する。判定部４５ａは、スペースデブリ除去システム１００ａに接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢのうち、除去衛星３０ａと除去衛星３０ａが破損すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々とが衝突することを回避する軌道を導出する。
算出部４７ａは、判定部４５ａがスペースデブリ除去システム１００に接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させるための所要の軌道制御を算出する。算出部４７ａは、判定部４５ａがスペースデブリ除去システム１００ａに接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々が除去衛星３０ａに衝突することを回避する軌道の導出結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させることを回避させるための所要の軌道制御を算出する。
観測装置４０ａは、除去衛星３０ａが破損しないと判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果又は除去衛星３０ａと除去衛星３０ａが破損すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々とが衝突することを回避する軌道の導出結果を無線局からスペースデブリ除去システム１００ａへ送信する。
主衛星１０ａは、実施形態に係る主衛星１０と比較して、調節部１４を備え、制御部１３の代わりに制御部１３ａを備える点で異なる。
観測装置４０ａは、実施形態に係る観測装置４０と比較して、判定部４５の代わりに判定部４５ａを備える点で異なる。
判定部４５ａは、判定部４５を適用できる。ただし、判定部４５ａは、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突した場合に除去衛星３０ａが破損するか否かを判定する。例えば、判定部４５ａは、除去衛星３０ａに衝突しようとしている一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の質量と衝突速度とのいずれか一方又は両方を推定する。
判定部４５ａは、除去衛星３０ａに衝突しようとしている一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の質量と衝突速度とのいずれか一方又は両方の推定結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々について、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突した場合に除去衛星３０ａが破損するか否かを判定する。具体的には、判定部４５ａは、スペースデブリＤＢの質量の推定結果が質量閾値以上と衝突速度が速度閾値以上とのいずれか一方又は両方である場合に除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突した場合に除去衛星３０ａが破損すると判定する。
判定部４５ａは、スペースデブリ除去システム１００ａに接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢのうち、除去衛星３０ａが破損しないと判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を導出する。判定部４５ａは、スペースデブリ除去システム１００ａに接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢのうち、除去衛星３０ａと除去衛星３０ａが破損すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々とが衝突することを回避する軌道を導出する。
算出部４７ａは、判定部４５ａがスペースデブリ除去システム１００に接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させるための所要の軌道制御を算出する。算出部４７ａは、判定部４５ａがスペースデブリ除去システム１００ａに接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々が除去衛星３０ａに衝突することを回避する軌道の導出結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させることを回避させるための所要の軌道制御を算出する。
観測装置４０ａは、除去衛星３０ａが破損しないと判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果又は除去衛星３０ａと除去衛星３０ａが破損すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々とが衝突することを回避する軌道の導出結果を無線局からスペースデブリ除去システム１００ａへ送信する。
【0034】
通信部１１は、観測装置４０ａが送信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させるための所要の軌道制御の算出結果又は一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させることを回避させるための所要の軌道制御の算出結果を受信する。
調節部１４は、主衛星１０ａと除去衛星３０ａとを接続するテザー２０の長さを調節する。例えば、調節部１４は、通信部１１が受信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々に衝突するための所要の軌道制御の算出結果を取得する。調節部１４は、取得した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々に衝突するための所要の軌道制御の算出結果に基づいて、除去衛星３０ａに一又は複数のスペースデブリＤＢのうちのいずれかのスペースデブリＤＢが衝突する軌道にスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御した後に、テザー２０の長さを調節することによって、除去衛星３０ａにＺ軸のプラス方向とマイナス方向とのうち、スペースデブリＤＢを衝突させる方向に除去衛星３０ａの高度を変更する。
調節部１４は、通信部１１が受信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させることを回避させるための所要の軌道制御の算出結果を取得する。調節部１４は、取得した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させることを回避させるための所要の軌道制御の算出結果に基づいて、テザー２０の長さを調節することによって、除去衛星３０ａにＺ軸のプラス方向とマイナス方向とのうち、スペースデブリＤＢが衝突することを回避させる方向に除去衛星３０ａの高度を変更する。
調節部１４は、主衛星１０ａと除去衛星３０ａとを接続するテザー２０の長さを調節する。例えば、調節部１４は、通信部１１が受信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々に衝突するための所要の軌道制御の算出結果を取得する。調節部１４は、取得した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々に衝突するための所要の軌道制御の算出結果に基づいて、除去衛星３０ａに一又は複数のスペースデブリＤＢのうちのいずれかのスペースデブリＤＢが衝突する軌道にスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御した後に、テザー２０の長さを調節することによって、除去衛星３０ａにＺ軸のプラス方向とマイナス方向とのうち、スペースデブリＤＢを衝突させる方向に除去衛星３０ａの高度を変更する。
調節部１４は、通信部１１が受信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させることを回避させるための所要の軌道制御の算出結果を取得する。調節部１４は、取得した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させることを回避させるための所要の軌道制御の算出結果に基づいて、テザー２０の長さを調節することによって、除去衛星３０ａにＺ軸のプラス方向とマイナス方向とのうち、スペースデブリＤＢが衝突することを回避させる方向に除去衛星３０ａの高度を変更する。
【0035】
図１０は、実施形態の変形例に係るスペースデブリ除去システムの動作の例１を示す図である。調節部１４は、テザー２０を主衛星１０ａに取り付けている機構（図示なし）にテザー２０を巻き取らせることによって、除去衛星３０ａを主衛星１０ａに近づける方向（Ｚ軸のマイナス方向）に移動させる。調節部１４は、テザー２０を主衛星１０ａに取り付けている機構にテザー２０を送り出させることによって、除去衛星３０ａを主衛星１０ａから遠ざける方向（Ｚ軸のプラス方向）に移動させる。
図１０に示される例は、調節部１４が、テザー２０を主衛星１０ａに取り付けている機構にテザー２０を送り出させることによって破線で示される除去衛星３０ａを主衛星１０ａから遠ざける方向（Ｚ軸のプラス方向）に移動させることによって破線で示される除去衛星３０ａが実線で示される除去衛星３０ａへ移動する場合を示している。図９に戻り説明を続ける。
図１０に示される例は、調節部１４が、テザー２０を主衛星１０ａに取り付けている機構にテザー２０を送り出させることによって破線で示される除去衛星３０ａを主衛星１０ａから遠ざける方向（Ｚ軸のプラス方向）に移動させることによって破線で示される除去衛星３０ａが実線で示される除去衛星３０ａへ移動する場合を示している。図９に戻り説明を続ける。
【0036】
制御部１３ａは、制御部１３を適用できる。ただし、制御部１３ａは、通信部１１が受信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々に衝突するための所要の軌道制御の算出結果又は一又は複数のスペースデブリＤＢの各々に衝突することを回避するための所要の軌道制御の算出結果を取得する。制御部１３ａは、取得した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々に衝突するための所要の軌道制御の算出結果に基づいて、除去衛星３０ａに一又は複数のスペースデブリＤＢの各々が衝突するようにスペースデブリ除去システム１００の軌道を制御する。制御部１３ａは、取得した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々に衝突することを回避するための所要の軌道制御の算出結果に基づいて、除去衛星３０ａに一又は複数のスペースデブリＤＢの各々が衝突することを回避するようにスペースデブリ除去システム１００の軌道を制御する。
【0037】
除去衛星３０ａは、観測部３１と、制御部３３とを備える。
観測部３１は、除去衛星３０ａの周囲を観測する。観測部３１は、除去衛星３０ａの周囲の観測結果を、主衛星１０を経由して観測装置４０へ送信する。
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、除去衛星３０ａが送信した除去衛星３０ａの観測結果を取得する。判定部４５ａは、取得した除去衛星３０ａの観測結果に基づいて、除去衛星３０ａの周囲の一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を観測する。判定部４５ａは、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の観測結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を導出する。
判定部４５ａは、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果とスペースデブリ除去システム１００ａの軌道とに基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々について、除去衛星３０ａに衝突するか否かを判定する。判定部４５ａは、除去衛星３０ａに衝突しないと判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々について、除去衛星３０ａに衝突させるための移動方向と移動量とを導出し、導出した移動量が移動量閾値以下であるか否かを判定する。
判定部４５ａは、除去衛星３０ａに衝突しないと判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々のうち、除去衛星３０ａに衝突させるための移動量が移動量閾値以下である一又は複数のスペースデブリＤＢの各々について、除去衛星３０ａの移動方向と移動量とを導出する。判定部４５ａは、除去衛星３０ａの移動方向を示す情報と移動量を示す情報とを含む、制御情報を作成する。判定部４５ａは、作成した制御情報を、主衛星１０ａを経由して除去衛星３０ａへ送信する。
観測部３１は、除去衛星３０ａの周囲を観測する。観測部３１は、除去衛星３０ａの周囲の観測結果を、主衛星１０を経由して観測装置４０へ送信する。
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、除去衛星３０ａが送信した除去衛星３０ａの観測結果を取得する。判定部４５ａは、取得した除去衛星３０ａの観測結果に基づいて、除去衛星３０ａの周囲の一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を観測する。判定部４５ａは、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の観測結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を導出する。
判定部４５ａは、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果とスペースデブリ除去システム１００ａの軌道とに基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々について、除去衛星３０ａに衝突するか否かを判定する。判定部４５ａは、除去衛星３０ａに衝突しないと判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々について、除去衛星３０ａに衝突させるための移動方向と移動量とを導出し、導出した移動量が移動量閾値以下であるか否かを判定する。
判定部４５ａは、除去衛星３０ａに衝突しないと判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々のうち、除去衛星３０ａに衝突させるための移動量が移動量閾値以下である一又は複数のスペースデブリＤＢの各々について、除去衛星３０ａの移動方向と移動量とを導出する。判定部４５ａは、除去衛星３０ａの移動方向を示す情報と移動量を示す情報とを含む、制御情報を作成する。判定部４５ａは、作成した制御情報を、主衛星１０ａを経由して除去衛星３０ａへ送信する。
【0038】
除去衛星３０ａにおいて、制御部３３は、判定部４５ａが送信した制御情報を取得する。制御部３３は、取得した制御情報に含まれる除去衛星３０ａの移動方向を示す情報と移動量を示す情報とを取得する。制御部３３は、取得した除去衛星３０ａの移動方向を示す情報と移動量を示す情報とに基づいて、除去衛星３０ａに一又は複数のスペースデブリＤＢの各々が衝突するように除去衛星３０ａを移動させる。
図１１は、実施形態の変形例に係るスペースデブリ除去システムの動作の例２を示す図である。制御部３３は、除去衛星３０ａを軌道面外に移動させることによって、除去衛星３０ａをスペースデブリＤＢに近づける方向に移動させる。図１１の左図は、スペースデブリ除去システム１００ａをＸ軸のプラス方向から見た図である。図１１の右図は、スペースデブリ除去システム１００ａを斜め方向から見た図である。
図１１の左図と１１の右図とによれば、制御部３３が除去衛星３０ａをＹ軸のプラス方向に移動させることによって、破線で示される除去衛星３０ａが実線で示される除去衛星３０ａへＹ軸のプラス方向に移動する場合を示している。
図１１は、実施形態の変形例に係るスペースデブリ除去システムの動作の例２を示す図である。制御部３３は、除去衛星３０ａを軌道面外に移動させることによって、除去衛星３０ａをスペースデブリＤＢに近づける方向に移動させる。図１１の左図は、スペースデブリ除去システム１００ａをＸ軸のプラス方向から見た図である。図１１の右図は、スペースデブリ除去システム１００ａを斜め方向から見た図である。
図１１の左図と１１の右図とによれば、制御部３３が除去衛星３０ａをＹ軸のプラス方向に移動させることによって、破線で示される除去衛星３０ａが実線で示される除去衛星３０ａへＹ軸のプラス方向に移動する場合を示している。
【0039】
（スペースデブリ除去システムの動作）
図１２は、実施形態の変形例に係るスペースデブリ除去システムの動作の例１を示す図である。
（ステップＳ１－２）
観測装置４０ａは、全天のスペースデブリＤＢを観測する。観測装置４０ａは、スペースデブリＤＢの観測結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を観測する。
（ステップＳ２－２）
観測装置４０ａは、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を観測した結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を導出する。
（ステップＳ３－２）
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、導出した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果とスペースデブリ除去システム１００ａの軌道とに基づいて、スペースデブリ除去システム１００ａに接近する一又は複数のスペースデブリＤＢを判定する。
（ステップＳ４－２）
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突した場合に除去衛星３０ａが破損するか否かを判定する。
（ステップＳ５－２）
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突した場合に除去衛星３０ａが破損しないと判定した場合には除去衛星３０ａが破損しないと判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を導出する。また、判定部４５ａは、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突した場合に除去衛星３０ａが破損すると判定した場合には除去衛星３０ａと除去衛星３０ａが破損すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々とが衝突することを回避する軌道を導出する。
（ステップＳ６－２）
観測装置４０ａにおいて、算出部４７ａは、判定部４５ａがスペースデブリ除去システム１００に接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させるための所要の軌道制御を算出する。算出部４７ａは、判定部４５ａがスペースデブリ除去システム１００ａに接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々が除去衛星３０ａに衝突することを回避する軌道の導出結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させることを回避させるための所要の軌道制御を算出する。
（ステップＳ７－２）
観測装置４０ａは、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させるための所要の軌道制御の算出結果又は一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させることを回避させるための所要の軌道制御の算出結果を、主衛星１０ａへ送信する。
（ステップＳ８－２）
主衛星１０ａにおいて、通信部１１は、無線局が送信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させるための所要の軌道制御の算出結果又は一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させることを回避させるための所要の軌道制御の算出結果を受信する。
図１２は、実施形態の変形例に係るスペースデブリ除去システムの動作の例１を示す図である。
（ステップＳ１－２）
観測装置４０ａは、全天のスペースデブリＤＢを観測する。観測装置４０ａは、スペースデブリＤＢの観測結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を観測する。
（ステップＳ２－２）
観測装置４０ａは、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を観測した結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を導出する。
（ステップＳ３－２）
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、導出した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果とスペースデブリ除去システム１００ａの軌道とに基づいて、スペースデブリ除去システム１００ａに接近する一又は複数のスペースデブリＤＢを判定する。
（ステップＳ４－２）
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突した場合に除去衛星３０ａが破損するか否かを判定する。
（ステップＳ５－２）
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突した場合に除去衛星３０ａが破損しないと判定した場合には除去衛星３０ａが破損しないと判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を導出する。また、判定部４５ａは、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突した場合に除去衛星３０ａが破損すると判定した場合には除去衛星３０ａと除去衛星３０ａが破損すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々とが衝突することを回避する軌道を導出する。
（ステップＳ６－２）
観測装置４０ａにおいて、算出部４７ａは、判定部４５ａがスペースデブリ除去システム１００に接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させるための所要の軌道制御を算出する。算出部４７ａは、判定部４５ａがスペースデブリ除去システム１００ａに接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々が除去衛星３０ａに衝突することを回避する軌道の導出結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させることを回避させるための所要の軌道制御を算出する。
（ステップＳ７－２）
観測装置４０ａは、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させるための所要の軌道制御の算出結果又は一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させることを回避させるための所要の軌道制御の算出結果を、主衛星１０ａへ送信する。
（ステップＳ８－２）
主衛星１０ａにおいて、通信部１１は、無線局が送信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させるための所要の軌道制御の算出結果又は一又は複数のスペースデブリＤＢの各々にスペースデブリ除去システム１００ａを衝突させることを回避させるための所要の軌道制御の算出結果を受信する。
【0040】
（ステップＳ９－２）
主衛星１０ａにおいて、制御部１３ａは、通信部１１が受信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々に衝突するための所要の軌道制御の算出結果又は一又は複数のスペースデブリＤＢの各々に衝突することを回避するための所要の軌道制御の算出結果を取得する。制御部１３ａは、取得した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々に衝突するための所要の軌道制御の算出結果に基づいて、除去衛星３０ａに一又は複数のスペースデブリＤＢのうちのいずれかのスペースデブリＤＢが衝突する軌道にスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御する。制御部１３ａは、取得した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々に衝突することを回避するための所要の軌道制御の算出結果に基づいて、除去衛星３０ａに一又は複数のスペースデブリＤＢのうちのいずれかのスペースデブリＤＢが衝突することを回避する軌道にスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御する。
（ステップＳ１０－２）
主衛星１０ａにおいて、調節部１４は、通信部１１が受信した除去衛星３０ａが破損しないと判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果又は除去衛星３０ａと除去衛星３０ａが破損すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々とが衝突することを回避する軌道の導出結果を取得する。調節部１４は、取得した除去衛星３０ａが破損しないと判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果に基づいて、テザー２０の長さを調節することによって、除去衛星３０ａにＺ軸のプラス方向とマイナス方向とのうち、スペースデブリＤＢを衝突させる方向に除去衛星３０ａの高度を変更する。調節部１４は、取得した除去衛星３０ａと除去衛星３０ａが破損すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々とが衝突することを回避する軌道の導出結果に基づいて、テザー２０の長さを調節することによって、除去衛星３０ａにＺ軸のプラス方向とマイナス方向とのうち、スペースデブリＤＢが衝突することを開始させる方向に除去衛星３０ａの高度を変更する。
主衛星１０ａにおいて、制御部１３ａは、通信部１１が受信した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々に衝突するための所要の軌道制御の算出結果又は一又は複数のスペースデブリＤＢの各々に衝突することを回避するための所要の軌道制御の算出結果を取得する。制御部１３ａは、取得した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々に衝突するための所要の軌道制御の算出結果に基づいて、除去衛星３０ａに一又は複数のスペースデブリＤＢのうちのいずれかのスペースデブリＤＢが衝突する軌道にスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御する。制御部１３ａは、取得した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々に衝突することを回避するための所要の軌道制御の算出結果に基づいて、除去衛星３０ａに一又は複数のスペースデブリＤＢのうちのいずれかのスペースデブリＤＢが衝突することを回避する軌道にスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御する。
（ステップＳ１０－２）
主衛星１０ａにおいて、調節部１４は、通信部１１が受信した除去衛星３０ａが破損しないと判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果又は除去衛星３０ａと除去衛星３０ａが破損すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々とが衝突することを回避する軌道の導出結果を取得する。調節部１４は、取得した除去衛星３０ａが破損しないと判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果に基づいて、テザー２０の長さを調節することによって、除去衛星３０ａにＺ軸のプラス方向とマイナス方向とのうち、スペースデブリＤＢを衝突させる方向に除去衛星３０ａの高度を変更する。調節部１４は、取得した除去衛星３０ａと除去衛星３０ａが破損すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々とが衝突することを回避する軌道の導出結果に基づいて、テザー２０の長さを調節することによって、除去衛星３０ａにＺ軸のプラス方向とマイナス方向とのうち、スペースデブリＤＢが衝突することを開始させる方向に除去衛星３０ａの高度を変更する。
【0041】
（ステップＳ１１－２）
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、主衛星１０ａがスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御することによって、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したと判定する。
（ステップＳ１２－２）
観測装置４０ａは、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果を無線局からスペースデブリ除去システム１００ａへ送信する。
（ステップＳ１３－２）
主衛星１０ａにおいて、通信部１１は、無線局が送信した除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果を受信する。
（ステップＳ１４－２）
主衛星１０ａにおいて、制御部１３ａは、通信部１１が受信した除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果を取得する。制御部１３ａは、取得した除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果と、残りのスペースデブリＤＢのいずれかのスペースデブリＤＢの軌道とに基づいて、除去衛星３０ａにいずれかのスペースデブリＤＢが衝突する軌道にスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御する。
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、主衛星１０ａがスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御することによって、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したと判定する。
（ステップＳ１２－２）
観測装置４０ａは、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果を無線局からスペースデブリ除去システム１００ａへ送信する。
（ステップＳ１３－２）
主衛星１０ａにおいて、通信部１１は、無線局が送信した除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果を受信する。
（ステップＳ１４－２）
主衛星１０ａにおいて、制御部１３ａは、通信部１１が受信した除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果を取得する。制御部１３ａは、取得した除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果と、残りのスペースデブリＤＢのいずれかのスペースデブリＤＢの軌道とに基づいて、除去衛星３０ａにいずれかのスペースデブリＤＢが衝突する軌道にスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御する。
【0042】
図１３は、実施形態の変形例に係るスペースデブリ除去システムの動作の例２を示す図である。図１３を参照して、除去衛星３０ａが破損しないと判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果に基づいて処理を行っている場合に、除去衛星３０ａの位置を制御することによって、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々を除去衛星３０ａに衝突させる処理について説明する。
（ステップＳ１－３）
除去衛星３０ａにおいて、観測部３１は、除去衛星３０ａの周囲を観測する。
（ステップＳ２－３）
除去衛星３０ａにおいて、観測部３１は、除去衛星３０ａの周囲の観測結果を、主衛星１０ａを経由して観測装置４０ａへ送信する。
（ステップＳ３－３）
観測装置４０ａは、除去衛星３０ａが送信した除去衛星３０ａの周囲の観測結果を受信する。観測装置４０ａは、受信した除去衛星３０ａの周囲の観測結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を導出する。
（ステップＳ４－３）
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、導出した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果とスペースデブリ除去システム１００ａの軌道とに基づいて、スペースデブリ除去システム１００ａに接近する一又は複数のスペースデブリＤＢを判定する。
（ステップＳ５－３）
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、スペースデブリ除去システム１００ａに接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々が除去衛星３０ａに衝突するか否かを判定する。
（ステップＳ１－３）
除去衛星３０ａにおいて、観測部３１は、除去衛星３０ａの周囲を観測する。
（ステップＳ２－３）
除去衛星３０ａにおいて、観測部３１は、除去衛星３０ａの周囲の観測結果を、主衛星１０ａを経由して観測装置４０ａへ送信する。
（ステップＳ３－３）
観測装置４０ａは、除去衛星３０ａが送信した除去衛星３０ａの周囲の観測結果を受信する。観測装置４０ａは、受信した除去衛星３０ａの周囲の観測結果に基づいて、一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道を導出する。
（ステップＳ４－３）
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、導出した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々の軌道の導出結果とスペースデブリ除去システム１００ａの軌道とに基づいて、スペースデブリ除去システム１００ａに接近する一又は複数のスペースデブリＤＢを判定する。
（ステップＳ５－３）
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、スペースデブリ除去システム１００ａに接近すると判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々が除去衛星３０ａに衝突するか否かを判定する。
【0043】
（ステップＳ６－３）
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、除去衛星３０ａに衝突しないと判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々について、除去衛星３０ａに衝突させるために除去衛星３０ａの移動方向と移動量とを導出し、導出した移動量が移動量閾値以下であるか否かを判定する。判定部４５ａは、除去衛星３０ａに衝突しないと判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々のうち、除去衛星３０ａに衝突させるために除去衛星３０ａの移動量が移動量閾値以下である一又は複数のスペースデブリＤＢの各々について、除去衛星３０ａの移動方向と移動量とを導出する。
（ステップＳ７－３）
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、除去衛星３０ａの移動方向を示す情報と移動量を示す情報とを含む、制御情報を作成する。
（ステップＳ８－３）
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、作成した制御情報を、主衛星１０ａを経由して除去衛星３０ａへ送信する。
（ステップＳ９－３）
除去衛星３０ａにおいて、制御部３３は、判定部４５ａが送信した制御情報を取得する。制御部３３は、取得した制御情報に含まれる除去衛星３０ａの移動方向を示す情報と移動量を示す情報とを取得する。制御部３３は、取得した除去衛星３０ａの移動方向を示す情報と移動量を示す情報とに基づいて、除去衛星３０ａに一又は複数のスペースデブリＤＢの各々が衝突するように除去衛星３０ａを移動させる。
（ステップＳ１０－３）
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、主衛星１０ａがスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御することによって、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したと判定する。
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、除去衛星３０ａに衝突しないと判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々について、除去衛星３０ａに衝突させるために除去衛星３０ａの移動方向と移動量とを導出し、導出した移動量が移動量閾値以下であるか否かを判定する。判定部４５ａは、除去衛星３０ａに衝突しないと判定した一又は複数のスペースデブリＤＢの各々のうち、除去衛星３０ａに衝突させるために除去衛星３０ａの移動量が移動量閾値以下である一又は複数のスペースデブリＤＢの各々について、除去衛星３０ａの移動方向と移動量とを導出する。
（ステップＳ７－３）
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、除去衛星３０ａの移動方向を示す情報と移動量を示す情報とを含む、制御情報を作成する。
（ステップＳ８－３）
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、作成した制御情報を、主衛星１０ａを経由して除去衛星３０ａへ送信する。
（ステップＳ９－３）
除去衛星３０ａにおいて、制御部３３は、判定部４５ａが送信した制御情報を取得する。制御部３３は、取得した制御情報に含まれる除去衛星３０ａの移動方向を示す情報と移動量を示す情報とを取得する。制御部３３は、取得した除去衛星３０ａの移動方向を示す情報と移動量を示す情報とに基づいて、除去衛星３０ａに一又は複数のスペースデブリＤＢの各々が衝突するように除去衛星３０ａを移動させる。
（ステップＳ１０－３）
観測装置４０ａにおいて、判定部４５ａは、主衛星１０ａがスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御することによって、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したと判定する。
【0044】
（ステップＳ１１－３）
観測装置４０ａは、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果を無線局からスペースデブリ除去システム１００ａへ送信する。
（ステップＳ１２－３）
主衛星１０ａにおいて、通信部１１は、無線局が送信した除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果を受信する。
（ステップＳ１３－３）
主衛星１０ａにおいて、制御部１３ａは、通信部１１が受信した除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果を取得する。制御部１３ａは、取得した除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果と、残りのスペースデブリＤＢのいずれかのスペースデブリＤＢの軌道とに基づいて、除去衛星３０ａにいずれかのスペースデブリＤＢが衝突する軌道にスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御する。
観測装置４０ａは、除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果を無線局からスペースデブリ除去システム１００ａへ送信する。
（ステップＳ１２－３）
主衛星１０ａにおいて、通信部１１は、無線局が送信した除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果を受信する。
（ステップＳ１３－３）
主衛星１０ａにおいて、制御部１３ａは、通信部１１が受信した除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果を取得する。制御部１３ａは、取得した除去衛星３０ａにスペースデブリＤＢが衝突するはずの時刻が経過したことの判定結果と、残りのスペースデブリＤＢのいずれかのスペースデブリＤＢの軌道とに基づいて、除去衛星３０ａにいずれかのスペースデブリＤＢが衝突する軌道にスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御する。
【0045】
前述した実施形態の変形例では、主衛星１０ａが除去衛星３０ａをＺ軸方向へ移動させ、除去衛星３０ａが進行方向に対して横方向（軌道面外方向）に移動する場合について説明したが、この例に限られない。
例えば、スペースデブリ除去システム１００ａは、除去衛星３０ａをＺ軸周りに回転させてもよい。具体的には、スペースデブリ除去システム１００ａは、除去衛星３０ａをＺ軸周りに回転させる機構と、その機構に除去衛星３０ａをＺ軸周りに回転させる回転制御部とを備える。ここで、回転制御部は、主衛星１０ａが備えるようにしてもよいし、除去衛星３０ａが備えるようにしてもよい。
このように構成することによって、回転制御部が、除去衛星３０ａをＺ軸周りに回転させることができるため、除去衛星３０ａの第１面とは反対の第２面にスペースデブリＤＢを衝突させることができる。このため、除去衛星３０ａの寿命を長くできる。
前述した実施形態の変形例では、主衛星１０ａが調節部１４を備える場合について説明したが、この例に限られない。例えば、除去衛星３０ａが調節部１４を備えるようにしてもよい。調節部１４が、主衛星１０ａと除去衛星３０ａとの少なくとも一つに備えられてもよい。
また、判定部４５ａを備える一又は複数の衛星を用意し、スペースデブリ除去システム１００ａを制御するようにしてもよい。また、スペースデブリ除去システム１００ａを制御するための制御信号を他の衛星から送信し、スペースデブリ除去システム１００ａを制御するようにしてもよい。
例えば、スペースデブリ除去システム１００ａは、除去衛星３０ａをＺ軸周りに回転させてもよい。具体的には、スペースデブリ除去システム１００ａは、除去衛星３０ａをＺ軸周りに回転させる機構と、その機構に除去衛星３０ａをＺ軸周りに回転させる回転制御部とを備える。ここで、回転制御部は、主衛星１０ａが備えるようにしてもよいし、除去衛星３０ａが備えるようにしてもよい。
このように構成することによって、回転制御部が、除去衛星３０ａをＺ軸周りに回転させることができるため、除去衛星３０ａの第１面とは反対の第２面にスペースデブリＤＢを衝突させることができる。このため、除去衛星３０ａの寿命を長くできる。
前述した実施形態の変形例では、主衛星１０ａが調節部１４を備える場合について説明したが、この例に限られない。例えば、除去衛星３０ａが調節部１４を備えるようにしてもよい。調節部１４が、主衛星１０ａと除去衛星３０ａとの少なくとも一つに備えられてもよい。
また、判定部４５ａを備える一又は複数の衛星を用意し、スペースデブリ除去システム１００ａを制御するようにしてもよい。また、スペースデブリ除去システム１００ａを制御するための制御信号を他の衛星から送信し、スペースデブリ除去システム１００ａを制御するようにしてもよい。
【0046】
実施形態の変形例に係るスペースデブリ除去システム１００ａによれば、スペースデブリ除去システム１００ａにおいて、スペースデブリ除去システム１００ａに接近するスペースデブリＤＢの判定後に、主衛星１０ａにテザー２０を取り付けている機構にテザー２０の長さを調節させる調節部１４をさらに備える。調節部１４は、機構にテザー２０の長さを調節させることによって、除去衛星３０ａの高度を変更させる。このように構成することによって、スペースデブリ除去システム１００ａは、調節部１４が、主衛星１０ａにテザー２０を取り付けている機構にテザー２０の長さを調節させることによって、スペースデブリ除去システム１００ａの軌道を変えることなく、除去衛星３０ａの高度を変更できる。
また、除去衛星３０ａの周囲を観測する観測部３１としての第２観測部を備える。判定部４５ａは、第２観測部による除去衛星３０ａの周囲の観測結果に基づいて除去衛星３０ａに接近するスペースデブリＤＢを判定する。このように構成することによって、判定部４５ａは、第２観測部から、除去衛星３０ａの周囲の観測結果を取得できるため、取得した除去衛星３０ａの周囲の観測結果に基づいて除去衛星３０ａに接近するスペースデブリＤＢを判定できる。
また、除去衛星３０ａにおいて、スペースデブリＤＢが衝突する面の面積を広くすることによって、多くのスペースデブリＤＢを衝突させることができるため、多くのスペースデブリＤＢの除去が可能になる。また、既存のデブリのうち、捕獲できないデブリ、および、小さくて地上から観測できないため軌道を決定できないデブリも落とすことができる。衝突するようにスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御することに加えて、除去衛星３０ａを軌道面外へ移動させることができることにより、より多くのスペースデブリＤＢと衝突させることが可能になる。
また、除去衛星３０ａの周囲を観測する観測部３１としての第２観測部を備える。判定部４５ａは、第２観測部による除去衛星３０ａの周囲の観測結果に基づいて除去衛星３０ａに接近するスペースデブリＤＢを判定する。このように構成することによって、判定部４５ａは、第２観測部から、除去衛星３０ａの周囲の観測結果を取得できるため、取得した除去衛星３０ａの周囲の観測結果に基づいて除去衛星３０ａに接近するスペースデブリＤＢを判定できる。
また、除去衛星３０ａにおいて、スペースデブリＤＢが衝突する面の面積を広くすることによって、多くのスペースデブリＤＢを衝突させることができるため、多くのスペースデブリＤＢの除去が可能になる。また、既存のデブリのうち、捕獲できないデブリ、および、小さくて地上から観測できないため軌道を決定できないデブリも落とすことができる。衝突するようにスペースデブリ除去システム１００ａの軌道を制御することに加えて、除去衛星３０ａを軌道面外へ移動させることができることにより、より多くのスペースデブリＤＢと衝突させることが可能になる。
【0047】
また、除去衛星３０ａを進行方向に対して横方向に移動させる制御部３３としての除去衛星制御部を備える。除去衛星制御部は、除去衛星３０ａを進行方向に対して横方向に移動させることによって、除去衛星３０ａをスペースデブリに接近させる。このように構成することによって、スペースデブリ除去システム１００ａは、除去衛星３０ａをスペースデブリＤＢに接近させることができるため、除去衛星３０ａに衝突するスペースデブリＤＢの数を増加させることができる。このため、除去衛星３０ａをスペースデブリに意図的に接近させない場合よりも除去できるスペースデブリＤＢを増加させることができる。
また、判定部４５ａは、第２観測部による除去衛星３０ａの周囲の観測結果に基づいて、除去衛星３０ａとスペースデブリＤＢとが衝突するか否かを判定する。除去衛星制御部は、判定部４５ａが除去衛星３０ａとスペースデブリＤＢとが衝突しないと判定した場合に、除去衛星３０ａを進行方向に対して横方向に移動させることによって、除去衛星３０ａをスペースデブリＤＢに衝突させる。除去衛星制御部が、除去衛星３０ａを進行方向に対して横方向に移動させることによって、除去衛星３０ａをスペースデブリＤＢに衝突させることができるため、除去できるスペースデブリＤＢを増加させることができる。
また、判定部４５ａは、第２観測部による除去衛星３０ａの周囲の観測結果に基づいて、除去衛星３０ａとスペースデブリＤＢとが衝突するか否かを判定する。除去衛星制御部は、判定部４５ａが除去衛星３０ａとスペースデブリＤＢとが衝突しないと判定した場合に、除去衛星３０ａを進行方向に対して横方向に移動させることによって、除去衛星３０ａをスペースデブリＤＢに衝突させる。除去衛星制御部が、除去衛星３０ａを進行方向に対して横方向に移動させることによって、除去衛星３０ａをスペースデブリＤＢに衝突させることができるため、除去できるスペースデブリＤＢを増加させることができる。
【0048】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組合わせを行うことができる。これら実施形態及びその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
なお、前述の主衛星１０、主衛星１０ａ、観測装置４０、観測装置４０ａ、判定部４５、判定部４５ａ、算出部４７、算出部４７ａは内部にコンピュータを有している。そして、前述した各装置の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリなどをいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
なお、前述の主衛星１０、主衛星１０ａ、観測装置４０、観測装置４０ａ、判定部４５、判定部４５ａ、算出部４７、算出部４７ａは内部にコンピュータを有している。そして、前述した各装置の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリなどをいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【符号の説明】
【0049】
１０、１０ａ…主衛星、 １１…通信部、 １３、１３ａ…制御部、 １４…調節部、 ２０…テザー、 ３０、３０ａ…除去衛星、 ３１…観測部、３３…制御部、 ４０、４０ａ…観測装置、 ４５、４５ａ…判定部、 ４７、４７ａ…算出部、 １００、１００ａ…スペースデブリ除去システム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】