カリフォルニア州シリコンバレーのNASAエイムズ研究センターの小型宇宙船技術プログラムが主導するStarlingは、当初、ミッションの4機の小型宇宙船による軌道操作の自律的な計画と実行を実証することを目的としていた。
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主な目的を達成した後、Starlingミッションは拡大され、Starling1.5となった。これは、Starling群と、自律的に移動するSpaceXのStarlink衛星間の操作を実証する実験だ。
低軌道での調整
現在の宇宙交通調整システムは、宇宙船と宇宙空間の物体の軌道を監視し、2つの物体が軌道経路に沿って接近する際のオペレータの許容範囲を超えた場合に発生する可能性のある衝突について地上のオペレータに警告する。
宇宙船オペレータは、衝突の可能性が10,000分の1から1,000,000分の1以下までの範囲で、さまざまな確率で通知を要求できる。
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衛星オペレーター間の衝突緩和には、地上での電話や電子メールによる手動調整が必要だ。オペレーターは、衛星を最近操作したこと、近くに宇宙ゴミがあること、別の衛星が軌道を調整したことなど、さまざまな理由で通知を受け取る場合がある。
オペレーターが接近の可能性に気付いたら、他のオペレーターと協力して衝突の可能性を減らす必要がある。その結果、安全な運用に対するアプローチが異なる地上運用チーム間で、時間のかかる電話やメールのやり取りが発生することがある。
また、操縦の計画と実行に数日かかることもある。このタイムラインは、重要なデータを取得するために迅速な調整が必要なミッションでは困難な場合がある。
NASAエイムズ宇宙センターのStarling1.5プロジェクトマネージャーであるネイサン・ベンツ氏は、次のようにコメントする。
時々、決断を下す前に待つことができれば必要なかったと分かる操作をすることがあります。再配置して観測するのに3日間も待てないこともあります。数時間以内に対応できれば、新たな衛星観測が可能になります。
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自律操縦のための調整の改善
連携を改善するための第一歩は、オペレーター間で操縦責任を伝えるための信頼できる方法を開発することだ。
ベンツ氏：通常、別のオペレーターが予測軌道情報を共有した場合、SpaceXは道を譲る責任を負います。
SpaceXとNASAは協力して合体スクリーニングサービスを設計し、その後SpaceXがそれを実装した。衛星オペレーターは軌道を送信して合体データを迅速に受信し、合体の可能性を回避する責任を負うことができる。
ベンツ氏：この実験では、NASAのスターリングがスクリーニングサービスを使用して移動する責任を引き受け、当社のシステムのパフォーマンスを正常にテストし、その後、NASA Starling衛星の操作を自律的に計画して実行し、Starlink衛星との接近を解決しました。
NASAのStarling1.5実験を通じて、同局はSpaceXのStarlinkスクリーニングサービスの検証を支援した。米国商務省の宇宙商務局もSpaceXと協力し、Starlinkスクリーニングサービスの理解と評価に取り組んた。
地球の変化へのより迅速な対応
今日の軌道交通環境では、操縦を計画するのにかかる時間によって、人間のオペレーターが管理できる衛星の数や、データの収集や顧客へのサービス提供の能力が制限される。
ワシントンにあるNASA本部の結合評価リスク分析プログラムのプログラム責任者ローリ・ニューマン氏は次のようにコメントする。
衛星群間で柔軟かつ適応性のある完全自動化システムは、衝突リスクを軽減するための基準がそれぞれ異なる複数の衛星運用者がいる環境には理想的だ。
操縦計画に必要な時間を短縮することで、宇宙や地球表面の変化に素早く対応できる新しい種類のミッションが実現できる可能性がある。より素早く移動できる衛星は、軌道位置を調整して上空から自然災害を捉えたり、群集メンバーの1人の興味深い観察に反応して移動し、より徹底した観察を提供したりできる。
小型宇宙船技術プログラムのプログラム マネージャーであるロジャー・ハンター氏は、次のようにコメントする。
低軌道へのアクセスと利用が改善され、より高度な宇宙交通調整システムを提供する必要性が高まっているため、Starling 1.5は重要なデータを提供しています。Starling 1.5は、NASA、商務省、SpaceXの成功したパートナーシップの結果であり、このような課題を解決するための技術を成熟させています。
Starlingの技術が宇宙船の調整、協力、自律性の進歩を実証し続けているため、その持続的な影響に期待しています。
