2024年（令和6年）7月30日

国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

 宇宙航空研究開発機構（以下、JAXA）が進める「商業デブリ除去実証（CRD2）(※1)フェーズI」の実証衛星ADRAS-J(※2)が、非協力的ターゲット(※3)であるスペースデブリを「周回観測」にて撮影した画像を、株式会社アストロスケールが公開しました。

 「周回観測サービス」は、CRD2フェーズIにおいてJAXAが契約相手方企業に求める4つの「サービス」（※4）のうちの3つ目となります。対象デブリの方向にカメラを向け、距離を一定に保ちつつ、対象デブリのまわりを円形の相対軌道に沿って周回して、対象デブリを様々な方向から撮影する内容です。

 2024年7月15日および7月16日に、株式会社アストロスケールが運用するADRAS-Jは、「周回観測サービス」を、JAXAが定める安全要求（JERG-2-026 軌道上サービスミッションに係る安全基準（※5））を遵守しつつ、対象デブリとの距離約50mで実施し、図1、図2に示す連続画像の撮影に成功しました。これらの画像において、対象デブリの姿勢は終始、PAF（※6）を地心方向に向けて静止しており、ADRAS-J側が周回して撮影を行っています。

 「周回観測サービス」の仕様は、「世界的にも情報の少ない、軌道上に長期間存在するデブリの運動や損傷・劣化がわかる映像を取得する」ために十分と考えられる画質・データ量であることに加えて、契約相手方企業が、積極的デブリ除去をはじめ幅広い軌道上サービスのミッションに活用できるランデブ・近傍運用（Rendezvous and Proximity Operations: RPO）技術を、これらのサービスの達成によって獲得でき、かつ、JAXAが持つ技術知見に基づき実現可能であることを踏まえて設定されたものです。軌道上サービスにおいては、ターゲットの特定部位を観察し、何らかの作業を行うにあたって、自在に相対的な位置や姿勢を制御して、特定の部位まで回り込むことが必要となります。これを、非協力的ターゲットにたいして実現するには、事前に分からない対象物体の詳細形状や表面反射率、周回にともなう対象物体のみかけの形状の時々刻々の変化、航法センサにとって外乱となる地球反射光の影響（いわゆる非協力相対航法における地球背景問題）などの、相対航法の技術課題を克服しつつ、高精度な相対6自由度制御を実現する必要があり、技術的な難度の高いミッションです。

 今回、株式会社アストロスケールのADRAS-Jがこのサービスの安全な履行に成功したことで、CRD2が掲げる二つの目的「深刻化するスペースデブリ問題を改善するデブリ除去技術の獲得」と「日本企業の軌道上サービス市場への訴求力向上の実現」の達成に向け、着実な一歩となる成果が得られました。

図1、図2の画像により、「定点観測」で見えていた片側の側面だけでなく、対象デブリ全体の表面の様相について、確認ができました。また、CRD2フェーズIIにおいて捕獲を行う対象部位であるPAFとその周辺部位の、衛星分離後の各部品やハーネス等の状況や、軌道上で15年を経た現況が、確認できました。なお、機体の左右に観察されるひも状のものは、打上げ時の画像にも見られた機体の表面保護用のテープと、現状画像状況より推定されます。これらは、今後のCRD2フェーズIIで捕獲システムを設計・検証するにあたり、重要な知見です。

 株式会社アストロスケールはADRAS-Jの運用を続け、今後、企業自身が企画し実施する「企業ミッション」を実施し、JAXAが求める4つの「サービス」の最後として、「ミッション終了サービス」（ターゲットに衝突しない安全な軌道に遷移する）を実施する予定です。JAXAはこれまで、軌道上ランデブにかかる知見を中心に非常に多くの技術アドバイス・試験設備供用・研究成果知財提供を行い、ADRAS-Jの開発・運用を支援してきました。今後も、ADRAS-Jの運用を技術的に支援するとともに、本プロジェクトで得られた画像の詳細な分析を進める予定です。