小 特 集

HTV運用管制システムの開発
Development of HTV Operations Control System
手川 浩二＊

栗原 淳＊

宮野 悟＊

三上 隆介＊

稲垣 尚紀＊ 金井 龍夫＊

佐藤 正則＊＊

Koji Tegawa, Jun Kurihara, Satoshi Miyano, Ryusuke Mikami, Takanori Inagaki, Tatsuo Kanai, Masanori Sato

2009年９月に打ち上げられた無人の宇宙ステーション補給機（以下、HTVという）技術実証機は、国際宇宙ステーション（以下、ISSという）にランデブ・ドッキングし、物資を補給した後にISSから離脱して大気圏に突入し燃え尽きるというミッションを達成した。
HTV運用管制システム（以下、HTVOCSという）はHTVのミッション達成のために地上の運用管制要員が使用する運用計画、運用管制及び運用訓練の機能を備えたシステムである。本稿ではHTVOCSの主要な機能を紹介する。
H-II Transfer Vehicle（HTV）was launched in September,2009 and achieved a mission todeliver cargoes to the International Space Station（ISS）.
To support HTV rendezvous flight mission, functions of HTVOCS（HTV Operations ControlSystem）are greatly different from the operations control systems for other satellites. This report
describes the feature of HTVOCS.

1．まえがきHTV技術実証機は2009年９月11日に種子島宇宙センターからH−IIBロケット試験機により打ち上げられ、同年9月18日に日本で初めての宇宙船としてISSとのラン

ョン運用棟に整備された、HTVの飛行運用計画立案、テレメトリ・コマンド運用、データ管理及び管制要員訓練を行う機能を提供する運用管制システムである。
HTVOCSの位置づけを図１に示す。
HTVOCSは、以下の３種類のテレメトリ・コマンドデブ・ドッキングに成功した。HTV技術実証機は約１伝送経路を利用してHTVとの間の通信を行う。

ヶ月半ISSに係留されて物資を補給し、その後、ISS内の⑴

射場の種子島宇宙センターを経由する伝送経路廃棄物を搭載してISSを離脱し、同年11月2日に大気圏⑵

NASAの施設とデータ中継衛星TDRSのみを経由する伝送経路（TDRSリンク）に突入してミッションを終了した。
HTVOCSは、HTVが実施するランデブ・ドッキングや大気圏突入のための運用管制システムとして1999年から開発を開始し、2007年に完成した。その後、運用訓練、手順書検証等の運用インテグレーション作業を通して実HTVTDRS際に使用し、管制要員からの運用性機能改善要望に基づく機能付加を行った上でHTV技術実証機の運用に供し、そのミッションを成功に導いた。

ISS

宇宙航空研究開発機構（JAXA）殿が開発するHTV運用に係わる地上運用システムのうち、HTVOCSの開発を三菱電機株式会社がとりまとめ、その中で三菱スペース・ソフトウエア株式会社は、HTVOCSのアプリケーションソフトウェア開発全般を担当した。
2．HTV運用管制システムの概要
HTVOCSは、JAXA筑波宇宙センター宇宙ステーシ＊鎌倉事業部

宇宙第一技術部＊＊三菱電機株式会社

WSC
Mission Control
Center Houston(MCC−H)
Backup Control
Center(BCC−Hosc)

JEM運用管制システム(JEMOCS)

Tanegashima
Space center

HTV運用管制システム(HTVOCS)
再突入飛行安全監視装置

DIS−LabARO
Laptop

SSTF

NASA

図１

JAXA Tsukuba Space Center

HTV運用管制システムの位置づけ

MSS技報・Vol.21

8

小 特 集⑶

NASAの施設、データ中継衛星TDRS、及びISSを用管制要員がタイムリーな判断と迅速な対応を取る経由する伝送経路（ISSリンク）ための情報を提供する。

HTVの打ち上げ前は⑴の種子島宇宙センターを経由⑶ HTVOCSのHTVシミュレータとNASAの訓練施設する伝送経路を利用し、打上げ後はHTVとISSの距離に内に設置されているISSシミュレータを国際回線を応じて、HTVがISSから遠く離れた場所を飛行している介して接続し、相互に位置・速度やテレメトリデー

ときは⑵のデータ中継衛星経由を、ISSから数十キロ以タを同期をとりながら取り込んでシミュレーション

内では⑵のデータ中継衛星経由と⑶のISS経由の二つを実行する分散シミュレーション機能により、地理を、ISSに係留されているときは⑶のISS経由の伝送経路的に離れた日米の運用管制チームに対してHTVとを利用する。

ISSの挙動を高精度に模擬したジョイント訓練環境

HTVOCSは以下の３つのサブシステムから構成されを提供する。ている。
⑴

これらの特徴を実現するHTVOCSの各サブシステム

飛行計画サブシステムの機能と技術を以下に紹介する。

飛行計画の立案、運用手順書の作成を行う⑵

飛行管制サブシステム

3.1

テレメトリ・コマンド運用、データ管理を行う⑶

飛行計画サブシステムの技術

HTVOCSの飛行計画サブシステム（以下、計画SSと訓練・試験支援サブシステムいう）はHTVの飛行計画を立案し、運用手順書の作成管制要員訓練のためのシミュレーションを行うを行うサブシステムである。
従来の運用管制システムは軌道計画、ミッション解

3．HTV運用管制システムの技術紹介

析、運用計画の機能が別々のシステムに分かれていたの

HTVOCSは従来衛星の運用管制システムと比較して、に対し、HTVOCSではこれらがすべて計画SSに含まれ次のような特徴を有する。

る。これにより軌道計画から運用計画まで一貫して実施⑴

HTVの単独飛行運用と、ISS近傍域や係留中におけすることが可能となった。HTVOCSの運用管制要員がるNASAとの協調運用の両方を達成する機能を備え

図２に示す軌道計画の立案から運用手順書の作成までのている。

一連の手順を単独で実施することが可能であり、計画にランデブ飛行中の逐次変化していくHTVとISS両方要する時間を短縮した。

⑵の現在の軌道と予測軌道を同一の画面に表示し、運飛行計画サブシステム

入力データ

出力データ

軌道計画機能・ISS予測軌道
・TDRS予測軌道
・GPSエフェメリス

予測軌道生成・HTV打上げ予定日
・H−IIBロケット軌道
・HTV機体重量特性
・基本飛行シーケンス

軌道計画
軌道計画結果データ

・打上げ可能日、打上げ時刻
・マヌーバ時刻、増速度量・HTV軌道データ
・マヌーバ姿勢・誘導制御パラメータ

ミッション解析機能
運用解析
・TDRS可視解析（β角、光学センサ干渉等）
解析
・運用制約
・GPS可視解析
・リソース解析

運用計画機能・データ中継衛星可視解析結果
・LST、日照日陰、β角情報
・光学センサ干渉情報
・GPS可視解析結果
・リソース解析結果

ミッション解析
結果データ

運用計画立案
タイムライン
源泉データ
タイムライン、手順書作成

図２

9・タイムラインデータ
・手順書データ・アクティビティ定義データ（データ中継衛星利用要求等）

計画立案処理の作業の流れとデータ入出力

⑴

軌道計画機能また、運用計画機能は、データ中継衛星TDRSを利用

軌道計画機能はHTVがISSへランデブするために飛行するために必要な予約時間とHTVの軌道情報を作成しする経路を立案する機能を有する。図３は計画SSの近てNASAに送付する機能や、NASAから送付された予約傍ランデブ軌道計画画面であり、ISSと同じ高度を飛行結果を視覚的に確認する機能を備え、立案する運用管制するHTVがISSに捕捉される地点まで飛行する経路を計要員の負担を軽減している。

画した例である。飛行する経路やISSとの相対位置、ISSに対する安全確保領域を視覚的に表すことができる。通図４はこれらの機能を用いて運用計画を立案した画面の一例である。

常の飛行経路以外にも、異常が発生して飛行経路を外れた場合に、一旦遠ざかり再度ランデブするための飛行経路計画も立案することが可能である。
⑵

ミッション解析機能

3.2

飛行管制サブシステムの技術

HTVOCSの飛行管制サブシステム（以下、管制SSという）は、HTVのリアルタイムの制御及び状態監視と打上げ後のHTVは、データ中継衛星TDRSを経由しデータ管理を行うサブシステムである。てHTVOCSから運用される。従って、HTVとTDRSが図５に管制SSの機能構成概要を示す。

通信可能な時間帯を予測し、TDRSの利用計画を立てる

従来衛星の管制システムと大きく異なる点は、HTVことが重要となる。ミッション解析機能は、静止軌道上のみならず、ISSや、ISS上の「きぼう」こと日本実験棟に配置されている複数のデータ中継衛星に対してHTV（以下、JEMという）に設置された近傍域通信装置（以の飛行経路から通信可能な時間帯を予測するTDRS可視下、PROXという）のテレメトリをNASAの地上設備を解析機能を有する。

経由して受信し、これらを統合的に処理することが可能

また、ミッション解析機能は、HTVが搭載しているな点である。また、従来の管制システムに実装されるよセンサの太陽干渉や日照日陰が発生する時期を予測する

うなテレメトリ・コマンド機能、データ管理機能に加え等の計画立案に必要な解析機能を有する。て、HTVのランデブ運用を支援するための航法誘導支⑶援機能も有する。

運用計画機能HTVの運用計画は、飛行経路、センサの太陽干渉、航法誘導支援機能は、計画SSにおいて立案された軌日照日陰、消費電力、消費推薬量などの制約を考慮し、道計画を元に生成された計画軌道データ、HTVとISSとそれぞれの制約が成立するように立案し、タイムラインPROXからリアルタイムにダウンリンクされるテレメトを作成する必要がある。運用計画機能は、軌道計画機能リより算出した現在の航法値、更には現在の航法値を元とミッション解析機能の結果から運用計画の手順を立案に伝播した未来の航法値を比較評価することにより、し、立案した手順に沿って電力や消費推薬のリソース計

HTVとISSの距離や、接近・離脱等のフライトフェーズ算を行う機能を有する。制約が満足しない場合は制約がに応じて、運用管制要員がHTVのフライト状況の健全満足するまで計画の見直しを繰り返すことにより、最終性を確認するために必要となる様々な情報を提供する機的な運用手順を求める。

能を有する。

図３

近傍ランデブ軌道計画画面

図４

運用計画立案画面

MSS技報・Vol.21

10

小 特 集TDRS Link TLM/CMD（HTV）

HTV

TDRS
ISS Link TLM（HTV/ISS/PROX）

ISS Link TLM（HTV/ISS/PROX）

ISS Link CMD（HTV/PROX）
ISS Link CMD（HTV/PROX）

TDRS Link
TLM/CMD（HTV）
ISS Link
TLM/CMD
（HTV）

WSC

ISS
HTV

ISS Link TLM（HTV/ISS/PROX）

TDRS Link TLM（HTV）

ISS Link CMD（HTV/PROX）

TDRS Link CMD（HTV）NASA Mission Control Center Houston（MCC-H）
TDRS Link TLM
ISS Link TLM（HTV）（HTV/ISS/PROX）
PTP装置@JSC

射場GSE
GSE Link TLM（HTV）JEM運用管制システム（JEMOCS）
ISS Link CMD＜JEMOCS Link＞（HTV/PROX）

PTP装置@SSIPCCCSDS処理装置
TDRS Link CMD（HTV）ISS Link CMD＜EIS Direct Link＞（HTV/PROX）

Sendback TLM
・TDRS Link（HTV）

TLM/CMD（訓練時）

TLM（HTV/ISS/PROX）

航法誘導支援機能

データ管理機能

計画軌道
データ

飛行管制サーバ
TLM

航法誘導データ

計画軌道データ……
コマンド端末モニタ端末

模擬画像端末（3D）

飛行管制端末GC端末

飛行管制サブシステム

飛行計画サブシステム

CMD

訓練試験支援サブシステム

テレメトリ機能／コマンド機能

HTV運用管制システム（HTVOCS）
Sendback TLM
Sendback TLM
・TDRS Link（HTV） ・ISS Link（HTV/ISS/PROX）

再突入飛行安全監視装置（HTV ROE）

ARO Laptop

図５

飛行管制サブシステム機能構成

航法誘導支援機能の提供する代表的な機能を以下に示

画通りに飛行している状況を瞬時に把握できる。

す。

また、現在の位置情報から予測する未来の軌道や、そ⑴の軌道の予測誤差範囲と、ISSに対する安全確保領域を飛行プロファイル表示画面
図６はHTVのフライトフェーズ全般で使用されるメ重ねて表示することにより、HTVが異常発生時にISSへイン画面である。ISSを原点としたHTVの相対位置を表衝突することなく安全に飛行していることを視覚的に確示しており、計画軌道の飛行経路に重ね合わせて、HTV認することが可能である。とISSが搭載したGPS受信機のテレメトリを基にした現⑵在の位置情報を時々刻々とプロットしていく。HTVが計

11

マヌーバ評価画面
HTVはISSに接近するために推進スラスタを使って軌図６

飛行プロファイル表示画面

道制御を行う。軌道制御に必要となる速度制御量は、HTVの搭載系ソフトウェアが自律的に算出する。航法誘導支援機能は、HTVが算出した速度制御量の妥当性を評価して運用管制要員による軌道制御の実行許可判断を支援するためのマヌーバ計画評価画面（図７<右>）、軌道制御中のスラスタ噴射状況や増速度・加速度の変化をモニタするためのマヌーバ監視画面（図７<左下>）、軌道制御中のHTV姿勢をモニタするためのマヌーバ時姿勢監視画面（図７<左上>）、及びマヌーバ終了後に軌道制御の実測値と計画値を比較評価するためのマヌーバ結果評価画面を持つ。
⑶

ISSステートベクトル更新支援画面
HTV搭載ソフトウェアは目標とするISSとの相対位置を計算するためにISSの位置・速度情報を定期的に更新する必要があり、運用管制要員はテレメトリ等に基づき定期的にISS位置・速度情報を作成し、コマンドを送信

図７

しなければならない。

マヌーバ評価画面

図８のISSステートベクトル更新支援画面はISS位置・速度情報を通知するコマンドを自動生成するための画面である。PROXよりダウンリンクされるPROXのGPS航法値、ISSよりダウンリンクされるISSのGPS航法値、及びNASAより提供されるISS軌道情報を源泉データとすることができる。
この機能を用いて、運用管制要員は即時に目標となるISSの位置・速度情報を作成しコマンド送信を行うことが可能である。
⑷

ランデブセンサモニタ画面
位置や姿勢の数値情報だけではISSとHTVの相対的な

図８

ISSステートベクトル更新支援画面

MSS技報・Vol.21

12

小 特 集幾何学関係を把握しにくい。HTVが万が一安全に飛行⑸

近傍模擬画像表示画面できない状態になった場合、速やかに安全確保のためのHTVがISSにさらに接近すると、ISS構造物にHTVが運用手順に切り替えることが必要になるが、数値情報だ接触しないように監視する必要がある。図10の近傍模擬けでは運用管制要員の判断に遅れが生じる。図９のラン画像表示画面はISSやHTVの形状を3次元で表示し、相デブセンサモニタ画面は、ISS下方からHTVが上昇接近

対位置や相対姿勢だけでなく、ISSのロボットアームするフェーズにおいてISSとHTVの姿勢、ISSとHTVの（以下、SSRMSという）の駆動及びHTVの捕獲状態も現在、過去、未来の相対位置、接近コリドー、キャプチ最新情報を基に更新する機能を有する。

ャボックスといった運用の継続判断に必要となる各種領域を重ね合わせて表示した画面である。本画面によって3.3

HTVが安全にISSに接近しているか否かを運用管制要員は直観的に確認することができる。

訓練・試験支援サブシステムの技術

訓練・試験支援サブシステム（以下、訓練SSという）は、HTVの運用管制要員を訓練するためのサブシステ
ムである。訓練SSはHTV及びISSの飛行模擬やPROX模擬、地上系インタフェースの模擬等、訓練に必要となるシミュレーションを行っている。
HTV運用では、通常の国内運用だけでなく、NASA地上管制要員及びISSクルーとの協調運用を行うという特徴がある。このため訓練SSは、国内運用訓練用の通常のシミュレーション機能に加え、日米合同訓練における協調訓練を行うための分散シミュレーション（DIst-ributedSimulation：以下、DISという）機能を有している。
本節では、訓練SSが持つシミュレーションモードの種類と違いを説明し、通常のシミュレーション機能と分

図９

ランデブセンサモニタ画面

散シミュレーション機能の技術について説明する。
⑴

シミュレーションモードの違い
訓練SSは、表１に示すように①訓練シナリオ確認用のDry runモード、②国内訓練向けのTrainingモード、③NASAとの日米合同訓練向けのDISモードの３つのモードを有する。
Dry runモードは他系とのインタフェースは持たず訓練SS内で閉じるが、Trainingモードの場合は国内訓練で使われるため管制SSとのインタフェースを持つ。一
方DISモードの場合、管制SSに加えてNASA訓練システ
ムのサーバがインタフェース対象となり、シミュレーションデータを相互に送受信して１つのシミュレーションを行う分散シミュレーションの形態をとる（図11参照）。
アメリカ
日本

③

①

図10

表１

シミュレーションモード

Noモード

用途

インタフェース対象

シミュレーション形態①

Dry run

シナリオ確認なし

単独シミュレーション②

Training

国内訓練

飛行管制サブシステム

単独シミュレーション

日米合同訓練NASA訓練システム
飛行管制サブシステム

分散シミュレーション

③

13

DIS

NASA
訓練システム訓練SS

近傍模擬画像表示画面②、③

飛行管制SS

図11

ISS地上管制装置ロボットアーム
操作端末

訓練・試験支援サブシステムのインタフェース対象

GPS

ISS
TDRS

ISS通信
データ処理装置

端末
PROX

SSRMS 軌道系模擬

・HTV軌道、姿勢、搭載SW出力、他・ISS軌道、姿勢、近傍通信、他・GPS航法値・TDRS通信、宇宙環境、、他

HTV

WSC

HTVOCS
JEMOCS

外部I/F
サーバ

飛行管制SS

TLM端末

CCSDS
処理装置

NASA

地上通信系模擬・伝送遅延・データフォーマット

図12

⑵

処理装置

CMD端末

外部装置模擬単独シミュレーション時の模擬範囲

単独シミュレーション機能の概要

上記以外の即応性や複雑度が低いテレメトリや環境

単独シミュレーションは、HTV運用管制要員に対すについては、特に係留中に監視するようなISSテレメる国内運用訓練を実施するTrainingモードで機能するシトリや熱・温度、圧力系テレメトリについてモデルをミュレーション形態である。

簡略化しており、運用訓練担当者によって訓練内容に単独シミュレーション時のシミュレーション範囲を図応じた一定値出力、線形変化、オフセット付加等の設

12に示す。主な模擬機能は以下のとおりである。
⒜定が可能な簡易模擬機能を有している。

軌道系模擬

訓練SSのシミュレータでは、ISSの軌道や姿勢等は簡・HTV軌道・姿勢、搭載ソフトウェア処理易的なシミュレーションを行っている。国内訓練はISS・ISS軌道・姿勢（簡易）クルーやNASA地上管制要員との協調運用を想定した訓・GPS及びTDRS航法値

練ではないため簡易レベルの模擬で十分だが、一方、・宇宙環境（重力、大気抵抗等）NASAとの協調訓練や協調運用手順の検証を行う場合に⒝

地上系通信環境模擬

はISS及びSSRMSの詳細シミュレーションが不可欠であ・外部装置模擬り、訓練SSのシミュレータだけではHTV運用管制要員

・外部リンクコマンド・テレメトリフォーマット変とNASA地上管制要員・ISSクルーの協調運用訓練や手更処理
・通信開始終了情報に基づくインタフェース送受信処理
・遅延模擬処理・訓練時刻制御処理

順検証を十分に行うことができない。この問題を解決するため、HTVOCSでは分散シミュレーション技術を採用している。
⑶

分散シミュレーション機能の概要
分散シミュレーション（DIS）とは、複数のシミュレータを結合し１つのシミュレーション環境を構築する技また、シミュレーション機能で使用しているモデルの特徴は以下のとおりである。
⒜

ランデブ飛行模擬の特徴
ランデブ飛行を制御するHTV本機のHTV搭載ソフトウェアを組み込んでおり、模擬される航法・誘導・術である。HTVOCSでは、JAXAの所有する訓練SSの高精度なHTVシミュレータと、NASAの所有する高精度なISSシミュレータを結合し、１つのシミュレーション環境を構築している。
DIS時のシミュレーションの範囲は、閉ループでシミ制御は実際に飛行するものと同じである。

ュレーションを行っている単独シミュレーションに対⒝ハードウェア系、軌道上宇宙環境模擬の特徴

し、ISSに関する軌道・姿勢計算とSSRMSの動きに関す訓練要件に対応した数学モデルを組み込んでいる。

るデータは、毎秒NASA側から送信されてくるシミュレ⒞

その他のテレメトリ、環境模擬の特徴ーション結果をHTVシミュレータへ取り込むという違MSS技報・Vol.21

14

小 特 集いがある。NASAのISSシミュレータにおいても同様に、ち、フェデレートから出力することを公開、入力を購読

毎秒JAXA側から送信するHTVやPROXのシミュレーシという。

ョン結果を取り込んで逐次その後のシミュレーションに反映する。

訓練SSでは、HTV・PROXデータを公開してISSフェデレートへ出力し、ISS・SSRMS、通信遮蔽データを購

こうすることにより、HTVとISSが同じ仮想空間を飛読してシミュレーションに反映している。

行しているように見えるため、NASA・JAXA合同で行

RTIではサーバにて時刻の進行を管理し、サーバに登う訓練をより現実に近いシミュレーション状況下で行う

録されている全てのフェデレートからの時刻進行要求がことができる。

そろったら、次のサイクルへ進む許可を送信する。RTI

以前の協調訓練では、どちらか一方のサイトに集合して訓練したり、それぞれのシミュレータを単独で実行さ下でのHTVフェデレートの１秒あたりのシミュレーシ
ョン進行シーケンスは、主に以下の順である。

せ、あたかも同じ状況であると想定しながら訓練してい①１秒分のシミュレーション計算た。これに対しDISを導入したことで、それぞれの場所②公開データ送信の実際に運用に使用する端末で、同一時間に同一条件下（UAV：Update Attribute Values）でのシミュレーションを実現し、より現実的な訓練を行③時刻進行要求送信うことが可能となった。

（TAR：Time Advance Request）

訓練システムへDISを適用した大きなメリットとしては以下の点が挙げられる。

④時刻進行許可受信（TAG：Time Advance Grant）⑤購読データ受信・地理的に離れた２つの運用施設のNASA・JAXA運（RAV：Reflect Attribute Values）

用管制要員、及びISSクルーに対する高度な訓練が図14に示すように、各フェデレートの時刻進行要求は可能であり、日米合同訓練のための海外出張に係るシミュレーション計算が終了した後に要求し、時刻進行コスト低減および運用者の負担軽減

許可を受信するまで待ち状態となる。ここでサーバから・現実に近い環境下における、HTVの自律的な衝突時刻進行許可を受信すると、次のサイクルのシミュレー回避等の安全対策機能の挙動の把握が可能ションを計算することが可能となる。したがって、どち・統合運用時の運用手順書の事前検証が可能

らかのフェデレートが時間管理を行えば、実時間でのシミュレーションや一時停止等の時間管理が可能となる。

⑷

DISの技術HTV・ISSのフェデレーションではISSフェデレートがシ ミ ュ レ ー タ を 結 合 す る 部 分 の 共 通 基 盤 と し て、実時間管理を行っている。

High Level Architecture（以下、HLAという）に準拠したソフトウェアRun Time Infrastructure（以下、RTIという）を使用し、DISを実現している。HLAは2000年９月に国際的な標準規格であるIEEEとして標準化された技術である。HLAでは、各シミュレータ単位をフェISS
federate

UAV(t=1のデータ)↓UAV(t=2のデータ)↓UAV(t=3のデータ)
↓Sim

Sim

Sim01

20

12↑
↑↑
TAR
RAV
TAG (t=2への)(t=2のデータ)

2

デレート（federate）と呼び、シミュレーション全体をフェデレーションと呼ぶ（図13参照）。また、RTIではオブジェクトモデルの定義が重要となり、フェデレート

RTI
serverが入出力するデータの詳細を定義する。この入出力のう

HTV
Federate

HTV/PROX
データ

ISS
Federate
ISS/
SSRMS/
遮蔽データ

ISS/
SSRMS/
遮蔽データ

HTV/PROX
データ

HTV
federate0↑↑RAV
TAR(t=1の(t=1への)データ)

15

フェデレーション構成

↑↑
↑
TAR
RAV
TAG (t=3への)(t=3のデータ)

Simulation計算
UAV(Update Attribute Values)
RAV(Reﬂect Attribute Values)
TAR(Time Advance Request)
TAG(Time Advance Grant)

RTI

図13

1

図14

データの出力・反映タイミングの概念図

HTVの協調訓練では、飛行からキャプチャポイントへの停止、ISSクルーによるSSRMSを使用したキャプチ
ャ、係留までの一連の訓練を行う。しかし、先述のとおり訓練SSのHTVフェデレートはISSに関する模擬が簡易的であるため、SSRMSの詳細な挙動とキャプチャからのHTVの幾何学的な動きは一切模擬されていない。したがって、キャプチャからの一連の処理では、HTVフェデレートはHTVの位置・速度・姿勢データの更新権限をNASAのISSフェデレートへ移譲し、ISSフェデレー
トで更新されたHTVデータを購読している。この移譲する方法のことをOwnership Transferといい、HTVが姿勢・位置制御を停止してキャプチャされるためのフリードリフト状態になったタイミングで権限を移譲する仕組みになっている。また、逆にフリードリフト状態から離脱やISSとの衝突回避のために姿勢・位置制御を再開した場合には、HTVフェデレートがHTVデータの更新権限をISSフェデレートから取得し、HTVフェデレートが計算した航法値でデータが更新されるようになる。このOwnership Transferにより、HTVの位置・速度・姿勢は、SSRMSに把持されている間の幾何学的な変化にも対応可能となっており、キャプチャ時だけでなくリリース・離脱時の訓練にも対応可能となっている。こうすることで、一連の連続した詳細なシミュレーションを実現し、HTVの協調訓練を行うことを可能としているのである。
4．むすび
HTVOCSの特徴的な機能や技術について述べた。
HTV技術実証機での運用実績によりHTVOCSがその役目を十分果たし、国際協力に大きく貢献したことが示された。
HTVは今後、年に１機のペースで2015年までの打ち上げが計画されており、ISSの運用期間が延長されればそれに伴って更に打ち上げが追加される可能性がある。
HTVOCSはそれらのHTVの運用を確実に支えていく必要がある。
現在、HTVOCSは、HTVの次号機の運用に向けて更なる改良を重ね、試験や運用訓練に供されている。我々は、HTVOCSの維持開発を着実に遂行して、より使いや す く 確 実 で 安 定 し た も の に し て い く と と も に、HTVOCSの維持開発を通じて運用管制システム開発の技術の蓄積を図っていく。

MSS技報・Vol.21

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