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An Environmental Estimation Model for In-situ Measurements of Small Space Debris

Research Project

Project/Area Number 18J10153
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Aerospace engineering
Research InstitutionKyushu University
Research Fellow 古本 政博  九州大学, 工学研究院, 特別研究員(PD)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywordsスペースデブリ / 宇宙ゴミ / 微小デブリ / 軌道環境 / 粒子フィルタ
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,地上から観測できない微小なスペースデブリの環境を軌道上観測データを用いて推定する手法である,動的環境推定モデルの提案および検証を目的とする.動的環境モデルは刻々と変化する軌道環境を常に最新の観測データに基づいて逐次的に最適な推定を行うものであり,従来のデブリ環境モデルが数年に一度しかアップデートされないものであったのと比較してより良い軌道環境モデルを提供することが可能である.
本研究の背景として,軌道上の微小なスペースデブリの問題がある.微小デブリは地上からの観測が不可能であり正確な環境が把握されていないが,宇宙機の機能を喪失させるのに十分な運動エネルギーを持つ.そこで衛星に搭載した衝突センサによって微小デブリを軌道上で観測することが提案されており,本研究ではそのような軌道上観測において取得されたデータを用いて微小デブリ環境を推定する手法を提案し,シミュレーションによって検証した.
本研究では,微小デブリ環境を観測データに基づき推定するための手法として,非線形問題の逐次推定に適した粒子フィルタの適用を提案した.粒子フィルタ適用のためのモデルの定義は,研究者のこれまでの成果である拘束方程式およびトーラスモデルを活用することで行った.さらに,既存の環境モデルによりシミュレートした衝突データから本研究の提案する手法で環境推定を行い元の環境モデルと比較することで,本研究で提案する手法が妥当な環境推定結果を得られることを示した.本研究の成果を軌道上観測に用いて微小デブリの環境を迅速かつ正確に把握することで,宇宙機の微小デブリに対する適切な防護設計や,危険が予測された際の回避運用が可能となり,宇宙活動の安全および持続可能性への貢献が期待される.

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(6 results)

All 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Estimation of orbital parameters of broken-up objects from in-situ debris measurements2019

    • Author(s)
      Kodama Yutaka、Furumoto Masahiro、Yoshimura Yasuhiro、Fujita Koki、Hanada Toshiya
    • Journal Title

      Advances in Space Research

      Volume: 63 Pages: 394-403

    • DOI

      10.1016/j.asr.2018.07.034

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An environmental estimation model for in-situ measurements of small space debris2018

    • Author(s)
      Furumoto Masahiro、Hanada Toshiya
    • Journal Title

      Advances in Space Research

      Volume: 62 Pages: 533-541

    • DOI

      10.1016/j.asr.2018.04.042

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Environmental Estimation on Sub-millimeter-size Debris Utilizing In-situ Measurement Data2018

    • Author(s)
      Masahiro Furumoto
    • Organizer
      The 42th COSPAR Scientific Assembly
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Estimation of Orbital Environment Incorporating Environmental Change Due to Major Breakups Utilizing In-situ Measurement2018

    • Author(s)
      Masahiro Furumoto
    • Organizer
      The 69th International Astronautical Congress
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 軌道上観測による微小デブリ環境推定手法の構築2018

    • Author(s)
      古本政博
    • Organizer
      第62回宇宙科学技術連合講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 軌道上観測データを用いた微小スペースデブリの環境推定2018

    • Author(s)
      古本政博
    • Organizer
      第8回スペースデブリワークショップ
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2019-12-27  

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