小型衛星コンステレーションと宇宙天気第17回 宇宙天気ユーザーズフォーラム 講演資料
2022/12/13
株式会社アクセルスペース エンジニアリング本部 シニアエンジニア
國母 隆一

目次
● アクセルスペース会社紹介○ 地球観測サービス AxelGlobe○ 専用衛星サービス AxelLiner● コンステレーションと宇宙天気について● 今後の展望

Kamigoto Oil Storage Terminal, Nagasaki, Japan | 2020/8/20

アクセルスペース会社紹介● アクセルスペース会社紹介○ 地球観測サービス AxelGlobe○ 専用衛星サービス AxelLiner● コンステレーションと宇宙天気について● 今後の展望

〔Vision〕
Space within Your Reach
宇宙を普通の場所に〔Mission〕
We are pioneers of microsatellite technology
advancing the frontiers of space business,reimagining traditional ways of using space,and creating a society where everyone on ourplanet can make space part of their life.
私たちは小型衛星技術のパイオニアとして、宇宙ビジネスの先頭に立ち続けることで、従来の宇宙利用の常識を打ち破り、地球上のあらゆる人々が当たり前のように宇宙を使う社会を創ります。
4

衛星開発実績

GRUS-1A
2018

Hodoyoshi-1
2014

WNISAT-1
2013

WNISAT-1R
2017

GRUS-1B,C,D,E
2021

RAPIS-1
2019

衛星製造からソリューション提供までを扱うユニークな事業形態

100kg 級小型衛星
開発・量産・運用 サービス

高頻度地球観測サービス

画像提供
コンサル・解析サービス

小型衛星
コンステ構築データ取得・蓄積

ソリューション提供

人工衛星プロジェクトの立ち上げから、設計・製造・運用・データ提供まで

東京都内（日本橋）にて衛星の設計・開発・製造・運用まで全て行う

GRUS-1B,1C,1D,1E 打ち上げ時 （2021年3月22日）

アクセルスペースあれこれ

14

130

9

Yeas ofHistory

TeamMembers

Satellites
Track Record

More than 40 membersare from overseas

宇宙天気に関わるミッション
WNISAT-1
地磁気観測をミッションの一つに

RAPIS-1
粒子エネルギースペクトロメータ
SPM の実証

計測粒子種 / エネルギー範囲
電子 (0.21MeV～)
陽子 (5.5MeV～300MeV)
重粒子 (7.12MeV/n～)

出典：https://jp.weathernews.com/news/3928/

出典： https://www.kenkai.jaxa.jp/kakushin/kakushin01.html
SPM 成果報告 :https://www.kenkai.jaxa.jp/publication/event/2020/pdf/ws2020_05_09.pdf

地球観測サービス AxelGlobe● アクセルスペース会社紹介○ 地球観測サービス AxelGlobe○ 専用衛星サービス AxelLiner● コンステレーションと宇宙天気について● 今後の展望Sensing the world, changing the futureAxelGlobe as a data solution service platform

GRUS-1A

Mass: 110kg
Dimensions:
600mm x 600mm x 800mm
Launch Date: Dec. 27, 2018
Launch Vehicle: Soyuz
Launch Site: Vostochny, Russia

GRUS-1B,C,D,E

Mass: 110kg
Dimensions:
600mm x 600mm x 800mm
Launch Date: Mar. 22, 2021
Launch Vehicle: Soyuz
Launch Site: Baikonur, Kazakhstan

Ground Resolution

2.5m
Swath57km

Tokyo Haneda International Airport, Japan

2019/3/2 10:45(JST) : Tokyo Central

用途例：農業

GRUS-1A RGB Trueカラー例
ブラジル：さとうきび畑

NDVI解析により農作物の育成状況のモニタリングが可能
収穫計画、収量予測、病気等異常検知、農地管理 等

Capture Date: 2019/7/18

RGB(True)

用途例：森林管理、森林モニタリング、バイオマス測定
行政や民間企業の森林管理、環境調査ニーズに幅広く対応可能
定期的現地目視が難しい山間部でタイムリーかつ広範囲に観測可能保有森林におけるCO2収支解析事例

19用途例：インフラモニタリング
洪水、地震、火災等被害状況詳細分析、発災前発生地域/被害状況の予測
他衛星画像やドローン、航空写真組み合わせ分析も可能

2. スペクトル解析によるインフラ劣化/異常検知
高速道路の異常検知事例

1. インフラ工事進捗管理事例

大型施設の屋根劣化解析事例（常磐道 2020年2月 VS 2021年2月比較 ）

比較
変化あり

比較
変化なし

20

専用衛星サービス AxelLiner● アクセルスペース会社紹介○ 地球観測サービス AxelGlobe○ 専用衛星サービス AxelLiner● コンステレーションと宇宙天気について● 今後の展望Liner = Regular flights

Realizing your idea in space

小型衛星の需要が急速に増加
コンステレーションを前提とするミッションが増加

大型衛星

小型衛星(Microsatellite)

超小型衛星(Nanosatellite)

©JAXA
©ISSL

質量1000kg

技術の進歩により一部が小型衛星でも実現可能に100kg

10kg

性能向上要求により一部が小型衛星に移行

1kg

小型衛星汎用バスシステム
100kg級小型衛星＋コンステレーション市場の急拡大
多種多様なミッションに最小限のカスタマイズで対応し、短期間で提供可能な汎用の衛星バス

バス部
ミッション部

中分解能衛星イメージ

高分解能衛星イメージ

SAR衛星イメージ

汎用で一定の調整が可能なバス部分+
ユーザーのミッション機器

複数機器実証衛星イメージ

迅速なサービス提供を実現する Web UI & UX
100kg級小型衛星＋コンステレーション市場の急拡大
AxelLiner
Terminal による、設計から運用まで一貫したウェブサービス
開発・製造・試験

ビジネス設計 ~ FSミッション機器モデル
運用計画案

シミュレーション結果
プロダクト・利益予測

運用計画
コマンド

テレメトリ
データ

運用
運用計画
コマンド

テレメトリ
データ

AxelLiner Terminal Web UI, API and CLI
一貫性のあるデータ提供・利用のためのソフトウェアプラットフォーム
シミュレーター＆運用計画 システム
開発・製造・テスト支援システム
運用システムGround Sat + ミッション機器(地上用 AxelLinerバス)

衛星バス数値モデル+地上局制御システム

軌道上 FM自動運用システム
100kg級小型衛星＋コンステレーション市場の急拡大
自社のコンステレーション運用で築いた衛星運用の自動化によるスケーラビリティ

衛星の24時間・365日運用・管制・監視機能の自動化
衛星の運用データ・ミッションデータ等のクラウドストレージへの提供
ミッションコマンド自動生成
Visualization of automated operation
SchedulingResultVerification

宇宙機製造アライアンス

それぞれの専門性を持つアライアンスメンバー企業と協力した調達系

製造系

企業

企業

宇宙機製造
アライアンス

スケーラブルな製造プロセス

輸送系

データ連携

企業

基盤系企業

様々な種類のミッションへの対応
観測・通信など幅広いミッション機器に対応することを念頭に置いた衛星システムを提供

観測

通信

AxelGlobeで培ってきた地球観測にAxelGlobeで培ってきたおける運用ノウハウを活用。

コンステレーションの運用特定の場所・エリアを希望の頻度で観ノウハウを活用。

測するといった観測特有の低軌道の通信衛星を、自動化をリクエストに応えられるような前提とした衛星および自動運用システムを提供

運用システムで提供する

実験RAPIS-1で培ってきた様々な実験機器の軌道上実証リクエストを処理するノウハウを活用。複数の機器を含む特殊な実験用途に活用できる柔軟なシステムの提供を行う

Liner = Regular flights

Realizing your idea in spaceコンステレーションと宇宙天気について● アクセルスペース会社紹介○ 地球観測サービス AxelGlobe○ 専用衛星サービス AxelLiner● コンステレーションと宇宙天気について● 今後の展望AxelGlobe 地球観測コンステレーションについて５機の小型低軌道衛星によるコンステレーション。観測頻度の均一化を重視した配置。
● 太陽同期準回帰軌道○ 回帰日数 14 日

● 日照側を南から北に周回○ 軌道傾斜角 97.5 - 97.6 度● 赤道通過時刻(LST)○ 10:40 AM - 11:30 AM● 標準の位相差 72 度
https://spaceaware.io/ による可視化
衛星アイコン -> 衛星名を入力 -> リストの左の + をクリック

衛星コンステレーションの構築
フェージング運用について

打ち上げとフェージング運用１
2018 年 12 月 GRUS-1A 打ち上げ
2021 年 3 月 GRUS-1B/1C/1D/1E 打ち上げ

2021 年 3 月 21 日
Day -1
軌道上は１機のみ

2021 年 3 月 22 日
Day 0
位相差約 130 度
４機は位相差無し

2021 年 4 月 22 日
Day 30
位相差 200 - 250 度
３機は近接2021 年 3 月 22 日
Day 66
位相差約 72 度づつ打ち上げとフェージング運用２

フェージング期間中のGRUS 1A を基準とした位相差 : 2021/3/20 - 2021/6/2

フェージング期間中の軌道長半径推移 : 2021/3/20 - 2021/6/2

軌道高度の低下について大気抵抗によって軌道高度が低下する。
2020 年 6 月 - 2021 年 6 月で約 500 m 高度が低下した。
2021 年 6 月 - 2022 年 6 月では約 1000 m
高度が低下した。
この間、複数回にわけて、延べ約 + 350 mの高度維持運用を実施した。
また、2022 年 6 月に、 - 165m 高度を低下させる運用を実施した。
2022 年 6 月から 12 月で、約 1000 m 高度が低下している。

GRUS-1A 軌道長半径: 2020-06 - 2022-12低軌道衛星のライフサイクル
仮に、2026 年に運用を停止した場合の軌
道高度の変化についてのシミュレーショ
ン。
2036 年ごろに落下スピードが大きくなるのは、活発な太陽活動による影響を考慮したもの。
日本では、宇宙活動法のガイドラインで、運用終了後 25 年以内に落下させることが、努力義務となっている。
人工衛星等の打上げ及び人工衛星の管理に関する法律(宇宙活動法)

運用終了後の軌道高度の変化についてのシミュレーション
NASA の DAS を利用してアクセルスペースが作成
https://software.nasa.gov/software/MSC-26690-1
注: 高度 0 km まで線が届いていますが、実際にはその前に燃え尽きます人工衛星の管理に係る許可に関する ガイドライン

米国 FCC の通称「５年ルール」について
FCC 自身が ‘5-Year Rule’ についてのニュースリリースを、2022 年 9 月 29 日に出している。
FCC Adopts New '5-Year Rule' for Deorbiting Satellites
これはFCC が認可する低軌道の衛星について、５年以内に軌道離脱するように求めるもの。２年の猶予があり、本来はFCC の認可を要する米国の衛星が影響を受ける。
ただ、打ち上げサービス事業者の Space X が、海外の衛星（打ち上げ利用者）に対しても、スケジュールを繰り上げての適用を求めている。
SpaceX: Rideshare Payload User's Guide
https://www.spacex.com/vehicles/falcon-9/ より

「５年ルール」と宇宙天気の関係
太陽活動は約 11 年周期。５年間がどこに該当するかで、軌道高度低下の度合いが大きく異なる。

５年
５年
５年

そのため、大気密度の中長期モデルの重要性が増大する。
例えば、衛星によっては運用期間を延長することもある。延長と運用終了のタイミングに依存して、軌道高度低下の度合いが変わるため、運用が難しくなる。衛星の廃棄に必要な推進剤の量が変わるなどが予想される。

運用終了後の軌道高度の変化についてのシミュレーション
NASA の DAS を利用してアクセルスペースが作成
https://software.nasa.gov/software/MSC-26690-1

今後の展望● アクセルスペース会社紹介○ 地球観測サービス AxelGlobe○ 専用衛星サービス AxelLiner● コンステレーションと宇宙天気について● 今後の展望小型衛星活用の展望● 軌道高度の変化

超低軌道の利用における、宇宙天気予報の重要さの例○ 1000 km よりも高い低軌道■ 広範囲と通信が可能。
● 例: OneWeb, Starlink■ 放射線の影響がより大きくなる○ 400 km よりも低い、超低軌道■ 高解像度の地球観測が可能● 例: つばめ■ 大気の影響がより大きくなる● 小型衛星の高機能化○ 太陽電池パドルの搭載■ 現在はボディマウント
■ 大気の影響がより大きくなる■ 姿勢制御への信頼性要求が大きくなる

SpaceX Starlink コンステレーションの大気ドラッグ増大による軌道投入失敗後の再突入
出典：Sociedad de Astronomía del Caribe (YouTube)
当該打ち上げの情報: Spaceflight Now
高効率だが推力密度が低い電気推進を採用

センサーとしての小型衛星専用衛星や Hosted payload による観測の可能性。
「AxelLiner」の実証衛星初号機における LPWA の軌道上実証について

ご清聴ありがとうございました

Kamigoto Oil Storage Terminal, Nagasaki, Japan | 2020/8/20