知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】2024-10-03
(45)【発行日】2024-10-11
(54)【発明の名称】地上設備
(51)【国際特許分類】
B64G 3/00 20060101AFI20241004BHJP
B64G 1/62 20060101ALI20241004BHJP
【ＦＩ】
B64G3/00
B64G1/62
【請求項の数】
1
(21)【出願番号】P 2023073972
(22)【出願日】2023-04-28
(62)【分割の表示】P 2022501890の分割
【原出願日】2021-02-16
(65)【公開番号】P2023086939
(43)【公開日】2023-06-22
【審査請求日】2023-04-28
(31)【優先権主張番号】P 2020024455
(32)【優先日】2020-02-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002491
【氏名又は名称】弁理士法人クロスボーダー特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】迎 久幸
【審査官】志水 裕司
(56)【参考文献】
【文献】特開２００１－０６６１７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０２－２９６５９８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６４Ｇ １／２６
Ｂ６４Ｇ １／６２
Ｂ６４Ｇ ３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
推進装置を具備する人工衛星を制御する地上設備において、前記人工衛星の残存推薬量を監視し、前記残存推薬量が計画よりも減損した場合に、前記人工衛星の軌道上での現在までの運用年数Ｌｘであって前記人工衛星の衛星設計寿命より短期間のＬｘ年と、現時点での前記残存推薬量とに基づいて、現時点での前記残存推薬量が現時点からＬｘ年未満で大気圏突入に要する必要最低限の推薬量かを算出し、現時点での前記残存推薬量が必要最低限の推薬量の場合に、前記人工衛星の軌道上運用を終了すると判定する地上設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、人工衛星、推薬管理方法、地上設備、および、管理事業装置に関する。
【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。
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】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】
従来では、メガコンステレーションを構成する衛星が、軌道上におけるミッションを終了し、宇宙空間に大量に滞留する虞がある。
しかしながら、特許文献１には、メガコンステレーションを構成する衛星が、ミッションを終了した後に、宇宙空間に大量に滞留することを防ぐ方式については記載されていない。
しかしながら、特許文献１には、メガコンステレーションを構成する衛星が、ミッションを終了した後に、宇宙空間に大量に滞留することを防ぐ方式については記載されていない。
【0006】
本開示は、推薬量が計画よりも減損した場合に軌道上物体数が増え続けてしまうリスクを解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示に係る地上設備は、
推進装置を具備する人工衛星を制御する地上設備において、
前記人工衛星の軌道上での現在までの運用年数Ｌｘと現時点での推薬量とに基づいて、現時点での推薬量が現時点からＬｘ年未満で大気圏突入に要する推薬量かを算出し、現時点からＬｘ年未満で大気圏突入に要する推薬量に基づいて、人工衛星の軌道上運用の終了を判定する。
推進装置を具備する人工衛星を制御する地上設備において、
前記人工衛星の軌道上での現在までの運用年数Ｌｘと現時点での推薬量とに基づいて、現時点での推薬量が現時点からＬｘ年未満で大気圏突入に要する推薬量かを算出し、現時点からＬｘ年未満で大気圏突入に要する推薬量に基づいて、人工衛星の軌道上運用の終了を判定する。
【発明の効果】
【0008】
本開示に係る地上設備によれば、推薬量が計画よりも減損した場合に軌道上物体数が増え続けてしまうリスクを解消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】
【図1】複数衛星が連携して地球の全球に亘り通信サービスを実現する例。
【図2】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。
【図3】極域近傍で交差する複数の軌道面を有する衛星コンステレーションの例。
【図4】極域以外で交差する複数の軌道面を有する衛星コンステレーションの例。
【図5】衛星コンステレーション形成システムの構成図。
【図6】衛星コンステレーション形成システムの衛星の構成図。
【図7】衛星コンステレーション形成システムの地上設備の構成図。
【図8】衛星コンステレーション形成システムの機能構成例。
【図9】実施の形態１の比較例であるメガコンステレーションの打ち上げによる宇宙物体数の推移を示す図。
【図10】実施の形態１に係る衛星における推薬量と打ち上げ後経過年数の関係を示す図。
【図11】実施の形態１に係る衛星により構成されたメガコンステレーションの打ち上げによる宇宙物体数の推移を示す図。
【図12】実施の形態１に係るデオービット期間を短縮する方法を示す図。
【図13】実施の形態１の変形例に係る地上設備７００の構成図。
【図14】実施の形態２に係る衛星における推薬量と打ち上げ後経過年数の関係を示す図。
【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】
実施の形態１．
以下の実施の形態に係る宇宙交通管理システムの前提となる衛星コンステレーションの例について説明する。
以下の実施の形態に係る宇宙交通管理システムの前提となる衛星コンステレーションの例について説明する。
【0012】
図１は、地上に対し、複数衛星が連携して地球７０の全球に亘り通信サービスを実現する例を示す図である。
図１は、全球に亘り通信サービスを実現する衛星コンステレーション２０を示している。
同一軌道面を同一高度で飛行している複数の衛星の各衛星では、地上に対する通信サービス範囲が後続衛星の通信サービス範囲とオーバーラップしている。よって、このような複数の衛星によれば、地上の特定地点に対して、同一軌道面上の複数の衛星が時分割的に交互に交代しながら通信サービスを提供することができる。また、隣接軌道面を設けることにより、隣接軌道間の地上に対する通信サービスを面的に網羅することが可能となる。同様に、地球の周りに多数の軌道面を概ね均等配置すれば、全球に亘り地上に対する通信サービスが可能となる。
図１は、全球に亘り通信サービスを実現する衛星コンステレーション２０を示している。
同一軌道面を同一高度で飛行している複数の衛星の各衛星では、地上に対する通信サービス範囲が後続衛星の通信サービス範囲とオーバーラップしている。よって、このような複数の衛星によれば、地上の特定地点に対して、同一軌道面上の複数の衛星が時分割的に交互に交代しながら通信サービスを提供することができる。また、隣接軌道面を設けることにより、隣接軌道間の地上に対する通信サービスを面的に網羅することが可能となる。同様に、地球の周りに多数の軌道面を概ね均等配置すれば、全球に亘り地上に対する通信サービスが可能となる。
【0013】
図２は、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を示す図である。
図２は、地球観測サービスを実現する衛星コンステレーション２０を示している。図２の衛星コンステレーション２０は、光学センサあるいは合成開口レーダーといった電波センサである地球観測装置を具備した衛星が同一軌道面を同一高度で飛行する。このように、地上の撮像範囲が時間遅れで後続衛星がオーバーラップする衛星群３００では、地上の特定地点に対して軌道上複数の衛星が時分割的に交互に交代しながら地上画像を撮像することにより地球観測サービスを提供する。
図２は、地球観測サービスを実現する衛星コンステレーション２０を示している。図２の衛星コンステレーション２０は、光学センサあるいは合成開口レーダーといった電波センサである地球観測装置を具備した衛星が同一軌道面を同一高度で飛行する。このように、地上の撮像範囲が時間遅れで後続衛星がオーバーラップする衛星群３００では、地上の特定地点に対して軌道上複数の衛星が時分割的に交互に交代しながら地上画像を撮像することにより地球観測サービスを提供する。
【0014】
このように、衛星コンステレーション２０は、各軌道面の複数の衛星からなる衛星群３００により構成される。衛星コンステレーション２０では、衛星群３００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２０とは、具体的には、図１に示すような通信事業サービス会社、あるいは、図２に示すような観測事業サービス会社による１つの衛星群から成る衛星コンステレーションを指す。
【0015】
図３は、極域近傍で交差する複数の軌道面２１を有する衛星コンステレーション２０の例である。また、図４は、極域以外で交差する複数の軌道面２１を有する衛星コンステレーション２０の例である。
図３の衛星コンステレーション２０では、複数の軌道面の各軌道面２１の軌道傾斜角が約９０度であり、かつ、複数の軌道面の各軌道面２１が互いに異なる面に存在する。
図４の衛星コンステレーション２０では、複数の軌道面の各軌道面２１の軌道傾斜角が約９０度ではなく、かつ、複数の軌道面の各軌道面２１が互いに異なる面に存在する。
図３の衛星コンステレーション２０では、複数の軌道面の各軌道面２１の軌道傾斜角が約９０度であり、かつ、複数の軌道面の各軌道面２１が互いに異なる面に存在する。
図４の衛星コンステレーション２０では、複数の軌道面の各軌道面２１の軌道傾斜角が約９０度ではなく、かつ、複数の軌道面の各軌道面２１が互いに異なる面に存在する。
【0016】
図３の衛星コンステレーション２０では、任意の２つの軌道面が極域近傍の地点で交差する。また、図４の衛星コンステレーション２０では、任意の２つの軌道面が極域以外の地点で交差する。図３では、極域近傍において、衛星３０の衝突が発生する可能性がある。また、図４に示すように、軌道傾斜角が９０度よりも傾斜している複数の軌道面の交点は軌道傾斜角に応じて極域から離れていく。また、軌道面の組合せによって赤道近傍を含む多様な位置で軌道面が交差する可能性がある。このため、衛星３０の衝突が発生する可能性のある場所が多様化する。衛星３０は人工衛星の例であり、本実施の形態において衛星を人工衛星と読み替えてもよい。
例えば、衛星３０は、１００機以上の人工衛星から構成された衛星コンステレーションであるメガコンステレーションを構成する。
例えば、衛星３０は、１００機以上の人工衛星から構成された衛星コンステレーションであるメガコンステレーションを構成する。
【0017】
ここで、図５から図８を用いて衛星コンステレーション２０を形成する衛星コンステレーション形成システム６００における衛星３０と地上設備７００の一例について説明する。例えば、衛星コンステレーション形成システム６００は、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、あるいは衛星事業装置のような衛星コンステレーション事業を行う事業者により運用される管理事業装置４０である。ＬＥＯは、Ｌｏｗ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔの略語である。
【0018】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図５は、本実施の形態に係る衛星３０から構成されるメガ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システム６００の構成図である。
衛星コンステレーション形成システム６００は、コンピュータを備える。図５では、１つのコンピュータの構成を示しているが、実際には、衛星コンステレーション２０を構成する複数の衛星の各衛星３０、および、衛星３０と通信する地上設備７００の各々にコンピュータが備えられる。そして、複数の衛星の各衛星３０、および、衛星３０と通信する地上設備７００の各々に備えられたコンピュータが連携して、衛星コンステレーション形成システム６００の機能を実現する。以下において、衛星コンステレーション形成システム６００の機能を実現するコンピュータの構成の一例について説明する。
図５は、本実施の形態に係る衛星３０から構成されるメガ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システム６００の構成図である。
衛星コンステレーション形成システム６００は、コンピュータを備える。図５では、１つのコンピュータの構成を示しているが、実際には、衛星コンステレーション２０を構成する複数の衛星の各衛星３０、および、衛星３０と通信する地上設備７００の各々にコンピュータが備えられる。そして、複数の衛星の各衛星３０、および、衛星３０と通信する地上設備７００の各々に備えられたコンピュータが連携して、衛星コンステレーション形成システム６００の機能を実現する。以下において、衛星コンステレーション形成システム６００の機能を実現するコンピュータの構成の一例について説明する。
【0019】
衛星コンステレーション形成システム６００は、衛星３０と地上設備７００を備える。衛星３０は、地上設備７００の通信装置９５０と通信する衛星通信装置３２を備える。図５では、衛星３０が備える構成のうち衛星通信装置３２を図示している。
【0020】
衛星コンステレーション形成システム６００は、プロセッサ９１０を備えるとともに、メモリ９２１、補助記憶装置９２２、入力インタフェース９３０、出力インタフェース９４０、および通信装置９５０といった他のハードウェアを備える。プロセッサ９１０は、信号線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。衛星コンステレーション形成システム６００のハードウェアについては、図８において後述する地上設備７００のハードウェアと同様である。
【0021】
衛星コンステレーション形成システム６００は、機能要素として、衛星コンステレーション形成部１１を備える。衛星コンステレーション形成部１１の機能は、ハードウェアあるいはソフトウェアにより実現される。
衛星コンステレーション形成部１１は、衛星３０と通信しながら衛星コンステレーション２０の形成を制御する。
衛星コンステレーション形成部１１は、衛星３０と通信しながら衛星コンステレーション２０の形成を制御する。
【0022】
図６は、本実施の形態に係る衛星３０の構成図である。
衛星３０は、衛星制御装置３１と衛星通信装置３２と推進装置３３と姿勢制御装置３４と電源装置３５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るが、図６では、衛星制御装置３１と衛星通信装置３２と推進装置３３と姿勢制御装置３４と電源装置３５について説明する。衛星３０は、宇宙物体６０の一例である。
衛星３０は、衛星制御装置３１と衛星通信装置３２と推進装置３３と姿勢制御装置３４と電源装置３５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るが、図６では、衛星制御装置３１と衛星通信装置３２と推進装置３３と姿勢制御装置３４と電源装置３５について説明する。衛星３０は、宇宙物体６０の一例である。
【0023】
衛星制御装置３１は、推進装置３３と姿勢制御装置３４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３１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３３と姿勢制御装置３４とを制御する。
衛星通信装置３２は、地上設備７００と通信する装置である。具体的には、衛星通信装置３２は、自衛星に関する各種データを地上設備７００へ送信する。また、衛星通信装置３２は、地上設備７００から送信される各種コマンドを受信する。
衛星通信装置３２は、地上設備７００と通信する装置である。具体的には、衛星通信装置３２は、自衛星に関する各種データを地上設備７００へ送信する。また、衛星通信装置３２は、地上設備７００から送信される各種コマンドを受信する。
【0024】
推進装置３３は、衛星３０に推進力を与える装置であり、衛星３０の速度を変化させる。具体的には、推進装置３３は、化学推進装置、または電気推進装置である。
化学推進装置は、一液性ないし二液性燃料を用いたスラスタである。電気推進装置としては、イオンエンジンまたはホールスラスタである。
化学推進装置は、一液性ないし二液性燃料を用いたスラスタである。電気推進装置としては、イオンエンジンまたはホールスラスタである。
【0025】
姿勢制御装置３４は、衛星３０の姿勢と衛星３０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３４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３４は、各姿勢要素を所望の方向に維持する。姿勢制御装置３４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。
電源装置３５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３０に搭載される各機器に電力を供給する。
電源装置３５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３０に搭載される各機器に電力を供給する。
【0026】
衛星制御装置３１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。
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。
【0027】
本実施の形態に係る衛星３０は、推進装置３３に用いられる推薬であって、衛星３０が衛星設計寿命である第１期間年の軌道上運用後に、軌道離脱してから第１期間年未満の期間で大気圏突入するために必要な量の推薬を保有する。
また、本実施の形態の推薬管理方法は、衛星３０が、推進装置３３に用いられる推薬であって、衛星３０が衛星設計寿命である第１期間年の軌道上運用後に、軌道離脱してから第１期間年未満の期間で大気圏突入するために必要な量の推薬を保有する方法である。
なお、衛星設計寿命とは、衛星が軌道上で運用可能な期間であり、衛星軌道上寿命、あるいは単に設計寿命ともいう。
また、本実施の形態の推薬管理方法は、衛星３０が、推進装置３３に用いられる推薬であって、衛星３０が衛星設計寿命である第１期間年の軌道上運用後に、軌道離脱してから第１期間年未満の期間で大気圏突入するために必要な量の推薬を保有する方法である。
なお、衛星設計寿命とは、衛星が軌道上で運用可能な期間であり、衛星軌道上寿命、あるいは単に設計寿命ともいう。
【0028】
図７は、衛星コンステレーション形成システム６００が備える地上設備７００の構成図である。
地上設備７００は、全ての軌道面の多数衛星をプログラム制御する。地上設備７００は、地上装置の例である。地上装置は、地上アンテナ装置、地上アンテナ装置に接続された通信装置、あるいは電子計算機といった地上局と、地上局にネットワークで接続されたサーバあるいは端末としての地上設備から構成される。また、地上装置には航空機、自走車両、あるいは移動端末といった移動体に搭載された通信装置を含んでも良い。
地上設備７００は、全ての軌道面の多数衛星をプログラム制御する。地上設備７００は、地上装置の例である。地上装置は、地上アンテナ装置、地上アンテナ装置に接続された通信装置、あるいは電子計算機といった地上局と、地上局にネットワークで接続されたサーバあるいは端末としての地上設備から構成される。また、地上装置には航空機、自走車両、あるいは移動端末といった移動体に搭載された通信装置を含んでも良い。
【0029】
地上設備７００は、各衛星３０と通信することによって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９１０を備えるとともに、メモリ９２１、補助記憶装置９２２、入力インタフェース９３０、出力インタフェース９４０、および通信装置９５０といった他のハードウェアを備える。プロセッサ９１０は、信号線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のハードウェアについては、図８において後述する。
【0030】
地上設備７００は、機能要素として、軌道制御コマンド生成部５１０と、解析予測部５２０を備える。軌道制御コマンド生成部５１０および解析予測部５２０の機能は、ハードウェアあるいはソフトウェアにより実現される。
【0031】
通信装置９５０は、衛星コンステレーション２０を構成する衛星群３００の各衛星３０を追跡管制する信号を送受信する。また、通信装置９５０は、軌道制御コマンド５５を各衛星３０に送信する。
解析予測部５２０は、衛星３０の軌道を解析予測する。
軌道制御コマンド生成部５１０は、衛星３０に送信する軌道制御コマンド５５を生成する。
軌道制御コマンド生成部５１０および解析予測部５２０は、衛星コンステレーション形成部１１の機能を実現する。すなわち、軌道制御コマンド生成部５１０および解析予測部５２０は、衛星コンステレーション形成部１１の例である。
解析予測部５２０は、衛星３０の軌道を解析予測する。
軌道制御コマンド生成部５１０は、衛星３０に送信する軌道制御コマンド５５を生成する。
軌道制御コマンド生成部５１０および解析予測部５２０は、衛星コンステレーション形成部１１の機能を実現する。すなわち、軌道制御コマンド生成部５１０および解析予測部５２０は、衛星コンステレーション形成部１１の例である。
【0032】
図８は、衛星コンステレーション形成システム６００の機能構成例を示す図である。
衛星３０は、さらに、衛星コンステレーション２０を形成する衛星コンステレーション形成部１１ｂを備える。そして、複数の衛星の各衛星３０の衛星コンステレーション形成部１１ｂと、地上設備７００の各々に備えられた衛星コンステレーション形成部１１とが連携して、衛星コンステレーション形成システム６００の機能を実現する。なお、衛星３０の衛星コンステレーション形成部１１ｂは、衛星制御装置３１に備えられていてもよい。
衛星３０は、さらに、衛星コンステレーション２０を形成する衛星コンステレーション形成部１１ｂを備える。そして、複数の衛星の各衛星３０の衛星コンステレーション形成部１１ｂと、地上設備７００の各々に備えられた衛星コンステレーション形成部１１とが連携して、衛星コンステレーション形成システム６００の機能を実現する。なお、衛星３０の衛星コンステレーション形成部１１ｂは、衛星制御装置３１に備えられていてもよい。
【0033】
地上設備７００は、プロセッサ９１０を備えるとともに、メモリ９２１、補助記憶装置９２２、入力インタフェース９３０、出力インタフェース９４０、および通信装置９５０といった他のハードウェアを備える。プロセッサ９１０は、信号線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。
【0034】
プロセッサ９１０は、衛星３０を制御する衛星制御プログラムを実行する装置である。衛星制御プログラムは、地上設備７００の各構成要素の機能を実現するプログラムである。
プロセッサ９１０は、演算処理を行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。プロセッサ９１０の具体例は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。
プロセッサ９１０は、演算処理を行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。プロセッサ９１０の具体例は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。
【0035】
メモリ９２１は、データを一時的に記憶する記憶装置である。メモリ９２１の具体例は、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、あるいはＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）である。
補助記憶装置９２２は、データを保管する記憶装置である。補助記憶装置９２２の具体例は、ＨＤＤである。また、補助記憶装置９２２は、ＳＤ（登録商標）メモリカード、ＣＦ、ＮＡＮＤフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤといった可搬の記憶媒体であってもよい。なお、ＨＤＤは、Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅの略語である。ＳＤ（登録商標）は、Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌの略語である。ＣＦは、ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ（登録商標）の略語である。ＤＶＤは、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋの略語である。
補助記憶装置９２２は、データを保管する記憶装置である。補助記憶装置９２２の具体例は、ＨＤＤである。また、補助記憶装置９２２は、ＳＤ（登録商標）メモリカード、ＣＦ、ＮＡＮＤフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤといった可搬の記憶媒体であってもよい。なお、ＨＤＤは、Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅの略語である。ＳＤ（登録商標）は、Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌの略語である。ＣＦは、ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ（登録商標）の略語である。ＤＶＤは、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋの略語である。
【0036】
入力インタフェース９３０は、マウス、キーボード、あるいはタッチパネルといった入力装置と接続されるポートである。入力インタフェース９３０は、具体的には、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）端子である。なお、入力インタフェース９３０は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と接続されるポートであってもよい。
出力インタフェース９４０は、ディスプレイといった表示機器９４１のケーブルが接続されるポートである。出力インタフェース９４０は、具体的には、ＵＳＢ端子またはＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）端子である。ディスプレイは、具体的には、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）である。
出力インタフェース９４０は、ディスプレイといった表示機器９４１のケーブルが接続されるポートである。出力インタフェース９４０は、具体的には、ＵＳＢ端子またはＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）端子である。ディスプレイは、具体的には、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）である。
【0037】
通信装置９５０は、レシーバとトランスミッタを有する。通信装置９５０は、具体的には、通信チップまたはＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）である。
【0038】
衛星制御プログラムは、プロセッサ９１０に読み込まれ、プロセッサ９１０によって実行される。メモリ９２１には、衛星制御プログラムだけでなく、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）も記憶されている。プロセッサ９１０は、ＯＳを実行しながら、衛星制御プログラムを実行する。衛星制御プログラムおよびＯＳは、補助記憶装置９２２に記憶されていてもよい。補助記憶装置９２２に記憶されている衛星制御プログラムおよびＯＳは、メモリ９２１にロードされ、プロセッサ９１０によって実行される。なお、衛星制御プログラムの一部または全部がＯＳに組み込まれていてもよい。
【0039】
地上設備７００は、プロセッサ９１０を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、衛星制御プログラムの実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ９１０と同じように、衛星制御プログラムを実行する装置である。
【0040】
衛星制御プログラムにより利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値および変数値は、メモリ９２１、補助記憶装置９２２、または、プロセッサ９１０内のレジスタあるいはキャッシュメモリに記憶される。
【0041】
地上設備の各部の「部」を「処理」、「手順」、「手段」、「段階」あるいは「工程」に読み替えてもよい。また、各部の「部」を「処理」に読み替えた各処理の「処理」を「プログラム」、「プログラムプロダクト」、「プログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体」または「プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体」に読み替えてもよい。「処理」、「手順」、「手段」、「段階」あるいは「工程」は、互いに読み換えが可能である。
衛星制御プログラムは、地上設備７００の各部の「部」を「処理」、「手順」、「手段」、「段階」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順、各手段、各段階あるいは各工程を、コンピュータに実行させる。また、衛星制御方法は、地上設備７００が衛星制御プログラムを実行することにより行われる方法である。
衛星制御プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納されて提供されてもよい。また、衛星制御プログラムは、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
衛星制御プログラムは、地上設備７００の各部の「部」を「処理」、「手順」、「手段」、「段階」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順、各手段、各段階あるいは各工程を、コンピュータに実行させる。また、衛星制御方法は、地上設備７００が衛星制御プログラムを実行することにより行われる方法である。
衛星制御プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納されて提供されてもよい。また、衛星制御プログラムは、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
【0042】
本実施の形態に係る地上設備７００は、推進装置３３を具備する衛星３０を制御する。地上設備７００は、衛星３０が衛星設計寿命である第１期間年の軌道上運用後に、軌道離脱してから第１期間年未満の期間で大気圏突入するために必要な量の推薬を、衛星３０が保有するように衛星３０を制御する。
【0043】
図９は、本実施の形態の比較例であるメガコンステレーションの打ち上げによる宇宙物体数の推移を示す図である。
メガコンステレーションの登場により、軌道上物体数が激増することが懸念される。
ＩＡＤＣによるスペースデブリ低減ガイドライン（Ｓｐａｃｅ Ｄｅｂｒｉｓ Ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ）によれば、軌道上ミッション終了後の衛星を２５年以内に大気圏突入させることが規定されている。ＩＡＤＣは、国際機関間スペースデブリ調整委員会（Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒ－ａｇｅｎｃｙ Ｓｐａｃｅ Ｄｅｂｒｉｓ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅの略語である。仮に、１００００機の衛星の設計寿命が５年と仮定すると、第一世代の衛星群が軌道上ミッションを終了してから軌道離脱して、大気圏突入する場合、第一世代の衛星群は合計３０年間宇宙空間に滞留することになる。
メガコンステレーションの登場により、軌道上物体数が激増することが懸念される。
ＩＡＤＣによるスペースデブリ低減ガイドライン（Ｓｐａｃｅ Ｄｅｂｒｉｓ Ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ）によれば、軌道上ミッション終了後の衛星を２５年以内に大気圏突入させることが規定されている。ＩＡＤＣは、国際機関間スペースデブリ調整委員会（Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒ－ａｇｅｎｃｙ Ｓｐａｃｅ Ｄｅｂｒｉｓ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅの略語である。仮に、１００００機の衛星の設計寿命が５年と仮定すると、第一世代の衛星群が軌道上ミッションを終了してから軌道離脱して、大気圏突入する場合、第一世代の衛星群は合計３０年間宇宙空間に滞留することになる。
【0044】
サービス継続のために第二世代衛星を１００００機を打ち上げた時点で、軌道上の衛星数は２００００機となる。このように、軌道上物体数は、ロケット上段を含めて２００００を超す数に増加する。同様に第一世代衛星群が大気圏突入するまでに第六世代衛星群まで打ち上げると、軌道上物体数は６００００を超す状況となる。軌道上物体数が過多になった状態で軌道上衝突事故が発生すると、衝突が連鎖して止まらなくなるケスラーシンドロームを誘引する可能性が指摘されている。よって、軌道上物体数が３０年間に６倍に増加する状況は回避する必要がある。
【0045】
図１０は、本実施の形態に係る衛星３０における推薬量と打ち上げ後経過年数の関係を示す図である。
図１１は、本実施の形態に係る衛星３０により構成されたメガコンステレーションの打ち上げによる宇宙物体数の推移を示す図である。
図１１は、本実施の形態に係る衛星３０により構成されたメガコンステレーションの打ち上げによる宇宙物体数の推移を示す図である。
【0046】
軌道上物体数が増大することの対策として、衛星の軌道上寿命が、軌道上ミッション終了後の衛星を大気圏突入させるまでのデオービット期間よりも長くなるように設定する。このとき、第二世代衛星群の打ち上げ時点では、第一世代衛星群が宇宙空間に滞留しているので、宇宙物体総数は２倍強に増加する。しかし、第三世代衛星群の打ち上げ時点においては、第一世代衛星が大気圏突入する。よって、宇宙物体総数は２倍強のまま維持され、その後の世代交代により単調増加するリスクが解消できる。
【0047】
図１０に示すように、本実施の形態に係る衛星３０は、衛星設計寿命である第１期間Ｌ１年の軌道上運用後に、軌道離脱してから第１期間Ｌ１年未満の期間で大気圏突入するために必要な量の推薬を保有する。このように、衛星設計寿命である第１期間Ｌ１年の衛星が、第１期間Ｌ１年の間、軌道上ミッションを実行し、その後、軌道離脱してから第１期間Ｌ１年未満の期間で大気圏突入することができれば、宇宙物体総数は２倍強のまま維持される。
また、本実施の形態では、衛星設計寿命が、軌道上ミッション終了後の衛星を大気圏突入させるまでのデオービット期間よりも長くなる推薬管理方法を実現する。つまり、本実施の形態の推薬管理方法では、衛星は、衛星設計寿命である第１期間Ｌ１年の軌道上運用後に、軌道離脱してから第１期間Ｌ１年未満の期間で大気圏突入するために必要な量の推薬を保有する。
また、本実施の形態では、衛星設計寿命が、軌道上ミッション終了後の衛星を大気圏突入させるまでのデオービット期間よりも長くなる推薬管理方法を実現する。つまり、本実施の形態の推薬管理方法では、衛星は、衛星設計寿命である第１期間Ｌ１年の軌道上運用後に、軌道離脱してから第１期間Ｌ１年未満の期間で大気圏突入するために必要な量の推薬を保有する。
【0048】
図１１に示すように、衛星設計寿命である第１期間が１０年の第一世代の衛星は、約１０年の間、軌道上ミッションを実行する。そして、第一世代の衛星が軌道上ミッションを終了するより少し前に、第二世代の衛星が打ち上げられる。第二世代の衛星が打ち上げられる時期と概ね同時期に第一世代の衛星はデオービット期間に入る。第一世代の衛星は、軌道離脱してから約１０年未満の期間で大気圏突入するので、このときの宇宙物体総数は２倍強のまま維持される。一方、第三世代の衛星が打ち上げられる際には、第一世代の衛星は既に大気圏突入しているので、やはり、宇宙物体総数は２倍強のまま維持される。
【0049】
図１２は、本実施の形態に係るデオービット期間を短縮する方法を示す図である。
衛星３０（人工衛星）のデオービット期間を短縮する方法としては、軌道上進行方向と逆向きに推進する（推力を得る）ように推進装置を動作させるのが有効である。より多く噴射する程、減速効果が大きくなり、大気圏突入までの時間が短縮できる。このためデオービット期間の短縮効果は、軌道離脱時点に保有する推薬の量に依存する。
衛星３０（人工衛星）のデオービット期間を短縮する方法としては、軌道上進行方向と逆向きに推進する（推力を得る）ように推進装置を動作させるのが有効である。より多く噴射する程、減速効果が大きくなり、大気圏突入までの時間が短縮できる。このためデオービット期間の短縮効果は、軌道離脱時点に保有する推薬の量に依存する。
【0050】
＊＊＊本実施の形態の効果の説明＊＊＊
このように、本実施の形態に係る人工衛星、推薬管理方法、および地上設備によれば、メガコンステレーションの軌道上物体数が定常運用衛星数の２倍強程度に維持できるので、ケスラーシンドローム防止ができるという効果がある。また、推薬管理方法を実行する地上設備は、例えば、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、あるいは、衛星事業装置といった管理事業装置である。
このように、本実施の形態に係る人工衛星、推薬管理方法、および地上設備によれば、メガコンステレーションの軌道上物体数が定常運用衛星数の２倍強程度に維持できるので、ケスラーシンドローム防止ができるという効果がある。また、推薬管理方法を実行する地上設備は、例えば、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、あるいは、衛星事業装置といった管理事業装置である。
【0051】
また、本実施の形態に係る人工衛星、推薬管理方法、および地上設備では、人工衛星は、衛星設計寿命Ｌ１年の軌道上運用後において、軌道離脱してからＬ１年未満の期間で大気圏突入するのに要する推薬を保有する。
本実施の形態では、人工衛星が設計寿命を全うしてから軌道離脱する例を示している。人工衛星は、衛星設計寿命Ｌ１年の運用時点において、軌道離脱後Ｌ１年未満で大気圏突入するのに必要な推薬を保有している。よって、後継機の更に後継機を打ち上げる前には大気圏突入するので、軌道上物体数が増え続けるリスクが解消できるという効果がある。
本実施の形態では、人工衛星が設計寿命を全うしてから軌道離脱する例を示している。人工衛星は、衛星設計寿命Ｌ１年の運用時点において、軌道離脱後Ｌ１年未満で大気圏突入するのに必要な推薬を保有している。よって、後継機の更に後継機を打ち上げる前には大気圏突入するので、軌道上物体数が増え続けるリスクが解消できるという効果がある。
【0052】
＊＊＊他の構成＊＊＊
本実施の形態では、地上設備７００の機能がソフトウェアで実現される。変形例として、地上設備７００の機能がハードウェアで実現されてもよい。
本実施の形態では、地上設備７００の機能がソフトウェアで実現される。変形例として、地上設備７００の機能がハードウェアで実現されてもよい。
【0053】
図１３は、本実施の形態の変形例に係る地上設備７００の構成を示す図である。
地上設備７００は、プロセッサ９１０に替えて電子回路９０９を備える。
電子回路９０９は、地上設備７００の機能を実現する専用の電子回路である。
電子回路９０９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、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＡＳＩＣ、または、ＦＰＧＡである。ＧＡは、Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略語である。
地上設備７００の機能は、１つの電子回路で実現されてもよいし、複数の電子回路に分散して実現されてもよい。
別の変形例として、地上設備７００の一部の機能が電子回路で実現され、残りの機能がソフトウェアで実現されてもよい。
地上設備７００は、プロセッサ９１０に替えて電子回路９０９を備える。
電子回路９０９は、地上設備７００の機能を実現する専用の電子回路である。
電子回路９０９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、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＡＳＩＣ、または、ＦＰＧＡである。ＧＡは、Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略語である。
地上設備７００の機能は、１つの電子回路で実現されてもよいし、複数の電子回路に分散して実現されてもよい。
別の変形例として、地上設備７００の一部の機能が電子回路で実現され、残りの機能がソフトウェアで実現されてもよい。
【0054】
プロセッサと電子回路の各々は、プロセッシングサーキットリとも呼ばれる。つまり、地上設備７００の機能は、プロセッシングサーキットリにより実現される。
【0055】
実施の形態２．
本実施の形態では、主に、実施の形態１と異なる点および実施の形態１に追加する点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態１と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
なお、衛星３０、衛星コンステレーション形成システム６００、および地上設備７００の構成は、実施の形態１と同様である。
本実施の形態では、主に、実施の形態１と異なる点および実施の形態１に追加する点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態１と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
なお、衛星３０、衛星コンステレーション形成システム６００、および地上設備７００の構成は、実施の形態１と同様である。
【0056】
本実施の形態では、不慮の事由により推薬量が計画よりも減損した場合の人工衛星の推薬管理方法について説明する。不慮の事由とは、例えば、打ち上げ後軌道投入までに想定以上に推薬を消耗してしまった、あるいは、推薬リークにより想定外の減損があるといった場合である。本実施の形態に係る推薬管理方法では、残存推薬を運用継続して、結果として軌道上運用した期間Ｌ２年の時点で、保有する推薬量が軌道離脱後Ｌ２年未満で大気圏突入するのに必要な推薬量を見越して運用を終了する。
【0057】
図１４は、本実施の形態に係る衛星３０における推薬量と打ち上げ後経過年数の関係を示す図である。
本実施の形態に係る衛星３０は、衛星３０の打ち上げ後に衛星設計寿命である第１期間Ｌ１年よりも短期間である第２期間Ｌ２年の軌道上運用後に、軌道離脱してから第２期間Ｌ２年未満で大気圏突入するために必要な量の推薬を保有する。
また、本実施の形態に係る推薬管理方法は、衛星３０が、衛星３０の打ち上げ後に衛星設計寿命である第１期間Ｌ１年よりも短期間である第２期間Ｌ２年の軌道上運用後に、軌道離脱してから第２期間Ｌ２年未満で大気圏突入するために必要な量の推薬を保有する方法である。
本実施の形態に係る衛星３０は、衛星３０の打ち上げ後に衛星設計寿命である第１期間Ｌ１年よりも短期間である第２期間Ｌ２年の軌道上運用後に、軌道離脱してから第２期間Ｌ２年未満で大気圏突入するために必要な量の推薬を保有する。
また、本実施の形態に係る推薬管理方法は、衛星３０が、衛星３０の打ち上げ後に衛星設計寿命である第１期間Ｌ１年よりも短期間である第２期間Ｌ２年の軌道上運用後に、軌道離脱してから第２期間Ｌ２年未満で大気圏突入するために必要な量の推薬を保有する方法である。
【0058】
また、本実施の形態に係る地上設備７００は、衛星３０が、衛星３０の打ち上げ後に衛星設計寿命であるＬ１年よりも短期間であるＬ２年の軌道上運用後に、軌道離脱してからＬ２年未満で大気圏突入するために必要な量の推薬を保有するように衛星３０を制御する。
【0059】
図１４では、衛星３０は、想定外の推薬消耗に伴い、衛星設計寿命であるＬ１年よりも短期間のＬ２年の軌道上運用後において、軌道離脱してからＬ２年未満の期間で大気圏突入するのに要する推薬を保有している。
本実施の形態に係る推薬管理方法では、残存推薬を運用継続して、結果として軌道上運用した期間Ｌ２年の時点で、保有する推薬量が軌道離脱後Ｌ２年未満で大気圏突入するのに必要な推薬量を見越して運用を終了する。この結果、軌道上滞留期間はＬ２×２未満となるので、軌道上物体数が増え続けるリスクが解消できるという効果がある。
本実施の形態に係る推薬管理方法では、残存推薬を運用継続して、結果として軌道上運用した期間Ｌ２年の時点で、保有する推薬量が軌道離脱後Ｌ２年未満で大気圏突入するのに必要な推薬量を見越して運用を終了する。この結果、軌道上滞留期間はＬ２×２未満となるので、軌道上物体数が増え続けるリスクが解消できるという効果がある。
【0060】
例えば、地上設備７００は、軌道上での現在までの運用年数Ｌｘと現時点での推薬量とに基づいて、現時点での推薬量が現時点からＬｘ年未満で大気圏突入に要する推薬量かを算出する。地上設備７００は、現時点からＬｘ年未満で大気圏突入に要する推薬量に基づいて、衛星の軌道上運用の終了を判定してもよい。
【0061】
以上のように、本実施の形態に係る人工衛星、推薬管理方法、および地上設備によれば、不慮の事由により設計寿命よりも短期間Ｌ２年の軌道上運用の後に軌道離脱する場合であっても、軌道離脱後Ｌ２年未満で大気圏突入する推薬量を保有している。よって、実施の形態１と同様に軌道上物体数が増え続けるリスクを解消できるという効果がある。
【0062】
実施の形態３．
本実施の形態では、主に、実施の形態１，２と異なる点および実施の形態１，２に追加する点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態１，２と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
なお、衛星３０、衛星コンステレーション形成システム６００、および地上設備７００の構成は、実施の形態１と同様である。
本実施の形態では、主に、実施の形態１，２と異なる点および実施の形態１，２に追加する点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態１，２と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
なお、衛星３０、衛星コンステレーション形成システム６００、および地上設備７００の構成は、実施の形態１と同様である。
【0063】
本実施の形態では、軌道離脱してから大気圏突入するまでの時間よりも長い衛星設計寿命を有する人工衛星（衛星３０）について説明する。
【0064】
人工衛星は、軌道上でのミッション終了後に２５年以内に、大気圏突入する、あるいは、墓場軌道と呼ばれる、定常運用中の人工衛星に悪影響を及ぼさない軌道に遷移することが推奨されている。
しかしながら定常運用数が１万機を超えるメガコンステレーションの設計寿命が２５年よりも短い場合、軌道上物体総数が以下のように３倍以上に増加する。具体的には、第一世代の衛星群がミッション終了後にデオービットし、第二世代の衛星群を打上げて運用してミッション終了後にデオービットし、第三世代の衛星群を打ち上げる段階において、未だ第一世代の衛星群がデオービット途中である。このため、軌道上物体総数が３倍以上に増加することになる。
しかしながら定常運用数が１万機を超えるメガコンステレーションの設計寿命が２５年よりも短い場合、軌道上物体総数が以下のように３倍以上に増加する。具体的には、第一世代の衛星群がミッション終了後にデオービットし、第二世代の衛星群を打上げて運用してミッション終了後にデオービットし、第三世代の衛星群を打ち上げる段階において、未だ第一世代の衛星群がデオービット途中である。このため、軌道上物体総数が３倍以上に増加することになる。
【0065】
例えば、設計寿命が５年の場合は第六世代衛星打ち上げまで第一世代衛星が宇宙空間を滞留しているため、軌道上物体総数は６倍に及ぶ。よって、宇宙物体衝突のリスクが高まり、一度爆裂的な衝突が発生した場合に、飛散した破片の２次衝突が連鎖して、ケスラーシンドロームと呼ばれる連鎖衝突が止まらない事態に至るリスクもある。
【0066】
この物体数増加を抑制する有効な手段は、人工衛星の衛星設計寿命を、軌道離脱してから大気圏突入するまでの時間よりも長く設定することである。
この場合、第二世代衛星の設計寿命に至る前に第一世代衛星が大気圏突入を完了するので、第三世代以降に単調増加的に物体数が増加するのを抑止できるという効果がある。
この場合、第二世代衛星の設計寿命に至る前に第一世代衛星が大気圏突入を完了するので、第三世代以降に単調増加的に物体数が増加するのを抑止できるという効果がある。
【0067】
上記の衛星設計寿命の延伸を実現する手段としては、搭載推薬増加あるいは冗長構成による寿命延伸、設計あるいは製造品質向上、搭載機器あるいは部品の設計寿命延伸といった方策により設計寿命期間を延伸する対策が有効である。
またミッション終了後に衛星進行方向に対して推進装置を逆噴射して、デオービット期間を短縮する対策も有効である。
またミッション終了後に衛星進行方向に対して推進装置を逆噴射して、デオービット期間を短縮する対策も有効である。
【0068】
以上の実施の形態１から３では、地上設備の各部を独立した機能ブロックとして説明した。しかし、地上設備の構成は、上述した実施の形態のような構成でなくてもよい。地上設備の機能ブロックは、上述した実施の形態で説明した機能を実現することができれば、どのような構成でもよい。また、地上設備は、１つの装置でも、複数の装置から構成されたシステムでもよい。
【0069】
また、実施の形態１から３のうち、複数の部分を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、１つの部分を実施しても構わない。その他、これらの実施の形態を、全体としてあるいは部分的に、どのように組み合わせて実施しても構わない。
すなわち、実施の形態１から３では、実施の形態１から３の部分の自由な組み合わせ、あるいは任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態１から３において任意の構成要素の省略が可能である。
すなわち、実施の形態１から３では、実施の形態１から３の部分の自由な組み合わせ、あるいは任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態１から３において任意の構成要素の省略が可能である。
【0070】
なお、上述した実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本開示の範囲、本開示の適用物の範囲、および本開示の用途の範囲を制限することを意図するものではない。上述した実施の形態は、必要に応じて種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【0071】
２０ 衛星コンステレーション、２１ 軌道面、３０ 衛星、３１ 衛星制御装置、３２ 衛星通信装置、３３ 推進装置、３４ 姿勢制御装置、３５ 電源装置、４１ メガコンステレーション事業装置、４２ ＬＥＯコンステレーション事業装置、４３ 衛星事業装置、６０ 宇宙物体、７０ 地球、５５ 軌道制御コマンド、６００ 衛星コンステレーション形成システム、１１，１１ｂ 衛星コンステレーション形成部、３００ 衛星群、７００ 地上設備、５１０ 軌道制御コマンド生成部、５２０ 解析予測部、９０９ 電子回路、９１０ プロセッサ、９２１ メモリ、９２２ 補助記憶装置、９３０ 入力インタフェース、９４０ 出力インタフェース、９４１ 表示機器、９５０ 通信装置。
【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】
【図14】