スペースデブリの捕獲から将来的な応用まで
JAXAが研究開発する
軌道上サービス技術実証プラットフォーム

—今回、SATDynでdSPACEのHILS（Hardware in the Loop Simulation）を使うことになった経緯を教えてください。

水野ロボットアームを搭載した衛星でデブリに近づいて、捕獲をするという作業を地上でテストするためには、宇宙機とデブリの相対運動をリアルタイムで模擬しなればなりません。これまで、パソコンなどで装置をリアルタイムに動かすトライアルをしてきましたが、dSPACE のHILSを使うことで非常に効率よく実現できました。

—パソコンなどでうまくいかなかった理由は何ですか。

水野今回のSATDynでは、デブリと、デブリを捕獲する衛星の運動方程式を実装した「MATLAB/Simulink」のモデルを活用して装置を作動させています。衛星のスラスター（推進装置）をどう噴けば近づいていけるか、実際の衛星では、衛星搭載計算機に実装したソフトウエアでアクチュエーター（スラスターやロボット）を駆動します。宇宙機の制御とシミュレーションはMATLABで開発されており、これまではSATDynに接続するために別途コーディングが必要でした。そのため、コーディング中にその場でパラメータを調整するのは手間と時間がかかっていました。しかし、dSPACEのソリューションを導入したことでMATLABをほぼそのまま使用できるようになり、その場でパラメータを調整することができるようになったのは非常に有効でした。

—HILSだけでなく、dSPACEのツールチェーンも魅力だったわけですね。

水野衛星やデブリの動作をリアルタイムで計算するにはmsオーダーでの計算が必要になり、演算能力の高いCPUが必要なのですが、dSPACEのHILSはその点でも問題ありませんでした。dSPACEのソリューションを宇宙用の機器向けに使ったのは初めてだったのですが、私の前職が自動車業界だったこともあり、自動車業界で当たり前に使われる技術を宇宙業界でも活用することで、開発工数の低減や開発期間の短縮が可能になりました。

—2024年9月25日（水）～26日（木）にdSPACE Japan User Conference（JUC）が開催されます。企業の枠を超えた情報共有の場として、例年延べ1000人以上のエンジニアが集うこのイベントの中で講演をされますが、ここまで伺ってきたような、SATDynでのHILS活用についてお話しされるわけですね。

池田今回の聴講者は自動車・建機関連の方が多いと聞いていますので、デブリを捕獲するための課題や、地上で実施する試験・評価の内容、それを実行するSATDyn、HILSの構築について解説する予定です。