Spacecraft Trajectory Design using Multi-fidelity Orbital Dynamics Database and Time-series Generative Models

• Project/Area Number: 25K03123
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 60080:Database-related; Basic Section 62020:Web informatics and service informatics-related; Sections That Are Subject to Joint Review: Basic Section60080:Database-related , Basic Section62020:Web informatics and service informatics-related
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: 尾崎 直哉 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (90836222)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2030-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥25,740,000 (Direct Cost: ¥19,800,000、Indirect Cost: ¥5,940,000); Fiscal Year 2029: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2028: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2027: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000); Fiscal Year 2026: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2025: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
• Keywords: 機械学習 / 軌道力学 / 生成モデル / 最適化 / 宇宙

Outline of Research at the Start

近年，商用月面輸送サービス等により月以遠の宇宙ミッション数が拡大してきている．新しいプレイヤーが，月以遠のミッションに乗り出す際，先ず直面する課題が軌道設計である．特に，月以遠のミッションでは，高い専門性を要する「スイングバイ」「三体問題」等を含む軌道設計が必要であり，その技術的困難さが裾野拡大の障壁となっている．そこで，本研究では，誰でも容易に軌道設計ができる世界を目指して，異なるフィデリティの力学系に対して，普遍的に使いまわせる宇宙機の軌道力学に関する大規模データベースを作成し，時系列トランスフォーマと拡散モデルを組み合わせた条件付き時系列生成モデルによる宇宙機の軌道生成手法を確立する．