
2026/01/25 5:03
**ポストモーテム:** 画像と飛行データの両方を含む、初の非常低軌道(VLEO)衛星ミッションが完了しました。
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要約▶
Japanese Translation:
Summary
Albedo の最初の Very‑Low Earth Orbit(VLEO)衛星、Clarity‑1 は、2025 年 3 月 14 日に SpaceX の Transporter‑13 を搭載して 350–380 km 軌道へ打ち上げられました。このミッションは、空気抵抗・原子酸素(AO)・高速効果を克服し持続可能な VLEO 運用を証明すること、わずか 2 年半で中規模精密バスを構築すること、および 10 cm 可視光 と 2 m 熱赤外線画像 を取得すること(以前は数十億ドル規模の政府プラットフォームに限定されていたレベル)を目的としていました。
Clarity‑1 は最初の 2 つの目標を即座に達成し、3 番目に必要な技術の 98 % を検証しました。太陽電池アレイは AO 脈動が増大しても一定の電力を維持し、制御モーメントジャイロ(CMG)と磁気トルクロッドの組み合わせにより熱管理と慣性を成功裏に制御しました。クラウドネイティブな地上運用システムは 25 ステーションで接触計画を自動化し、15 分ごとにスケジュールを更新、1 日あたり 30 回以上の機動を実行し、14 のオンオーブンフライトソフトウェアアップデート(FPGA アップデートを含む)を自主性を妨げることなく完了しました。
X バンドリンクは 800 Mbps の下り込み速度を達成し、エンドツーエンドのパイプラインで受信から数秒以内に処理済み画像を Slack に配信しました。画像は船舶・産業施設・植生を 10 cm 可視解像度で示し、未校正の IR を示しました。
飛行中、CMG の温度スパイクとベアリング摩耗により、一時的にトルクロッドによる 2 軸安定化が強制されました。4 月 14 日には CMG の故障で衛星は磁気トルクロッドのみのモードへ切り替え、以降のソフトウェアアップデートで推進ベクトル誤差を 5° 内に削減し、安全な着陸と汚染カバーの投棄を実現しました。軌道上 9 ヶ月後、メモリ破損(おそらく TT&C ラジオの断続的問題に関連)により接触が失われました。回復試行は失敗しましたが、大気抵抗モデル、AO 耐性データ、および姿勢自律性が検証されました。
得られた教訓には、CMG を低温で運用すること、二次ミラー構造をより剛性にすること、ペイロードゾーンのヒーター容量を増やすこと、および表面処理を改善してさらに抵抗を減らすことが含まれます。Albedo はこれらの教訓を取り入れた次の VLEO ミッションを計画し、EO/IR 能力を拡大し、画像以外の新機能を実証することで、VLEO が将来の衛星ミッションにとって生産的な軌道層であるという確信を強化します。
本文
2025年3月14日、アルベド社の初の衛星「Clarity‑1」がSpaceX Transporter‑13で打ち上げられました。
パスファインダーとして大きな一歩を踏み出しました。
ミッションゴール
- VLEO(Very Low Earth Orbit:非常低軌道)における持続可能な運用を実証すること。VLEOは長らく商業衛星には過酷すぎるとされ、濃い大気抵抗・危険な原子酸素・極端な速度が課題でした。
- 2 年半で設計・製造した中型高性能Precisionバスを証明すること。
- 10 cm解像度の可視画像と 2 m解像度の熱赤外線画像を取得すること。これまで実現できたのは数十億ドル規模の政府機関のみでした。
多くを証明し、多くを学びました。
最初の二つのゴールを確定的に達成し、三番目の要件を 98 % 完了させました。これは極めて野心的な初期衛星です。高性能バスは時間通り・予算内で設計・製造し、大口径望遠鏡を統合、完全に民間資本のみで資金調達した商業企業が未踏の環境で運用しました。
VLEOが機能する
最も重要な結果:VLEOは機能する
- 数十年にわたり、非常低軌道は通常の衛星寿命には不適切とされてきました。大気が濃厚で抵抗が増し、数週間で再突入します。抵抗が乗り切れなくても、原子酸素がソーラーパネルや表面を侵食します。
- VLEO で成功するには全く別の衛星設計が必要でした。
Clarity‑1 はその設計が機能することを証明しました。
| 指標 | 結果 |
|---|---|
| 抵抗係数 | 設計目標より12 % 優秀;350〜380 km の高度で再現性確認済み |
| 寿命モデル | 275 km 高度で平均的に5 年寿命(太陽周期を平均) |
| 原子酸素 | 新規クラスのソーラーパネルが AO 流束増加にもかかわらず一定電力供給 |
| 制御降下 | 100 km 超の制御高度減少、VLEO でのステーションキーピング、短時間の太陽風で大気密度急上昇を生き延びた |
| モメンタム管理 | 故障検出機能作動;GOCE データと比較してサブメーター精度でスラスター計画モデル確認済み |
| 放射線耐性 | 予想より4 倍少ないシングルイベントアップセット |
Precision バスは飛行実証済み
- 約2 年半で開発・製造した社内バス「Precision」は TRL‑9:軌道上で実証済みです。
- すべてのサブシステムが機能しました。CMG ステアリング法、運用モード、飛行&地上ソフトウェア、電子基板、新規熱管理システム。
- 組み込みソフトウェア GNC タイミングデッドラインを満たし;姿勢・軌道推定器が収束;4π sr の指令/テレメトリアンテナカバレッジ達成。
- クラウドネイティブ地上システムは 25 軍事基地で接触計画を自動化。ミッションスケジュールはリアルタイムの衛星状態情報で15分ごとに更新。
- 自動推進計画は1日30+ の機動をサポート;エンジニアはインターネット・安全 VPN からどこでも衛星を追跡・指令可能。
- 軌道上で 14 回のソフトウェア機能更新、FPGA 更新も実施—宇宙で稀に行われる。
完璧な四週間
| 時間 | マイルストーン |
|---|---|
| 発射後 1 h | Clarity‑1 がプレミアムカケットップターボスロットから LEO に展開;ロケット分離時にナイル川を初めて観測。 |
| 3 時間後(MT 5:11) | 初の地上局接触;すべてのサブシステムダッシュボードへ健全なテレメトリがストリーミング。 |
| 発射後 14 h | 自律保護モード起動—VLEO 版 Safe Mode。 |
| 同日 18:45 | Clarity が運用モードに入り、調整準備完了。 |
- 4 CMG の試験完了。
- ペイロード電源オン・チェックアウト検証済み;熱バランス確認。
- 初の軌道上ソフトウェア更新は無事。
Clarity は CMG(Control Moment Gyroscope)で衛星を舵取りし、反応ホイールよりも高い機動性を実現。GroundTrack などの GNC モード検証へ進みました。
X‑バンド通信 & イメージング
- X‑band ラジオを稼働;800 Mbps のリンクで各通過時にデータを送信開始。
- 波形はクリア;Precision CMG 指向の直接表現。
- このレベルの複雑さを持つ初めての衛星。調整は予想より速く完了。
VLEO への機動
- LEO から 275〜280 km の安全高度へ機動し、望遠鏡汚染カバー除去準備。
- 4月14日:1 つの CMG が温度スパイク。FDIR により停止・自動復旧。手動試行は失敗;残り3 CMG はシャットダウン。衛星は磁気トルクロッドを用いた二軸安定化へ切替。
トルクロッドのみで
- 1 ヶ月で三軸制御アルゴリズムを開発。
- 初期は15〜20° の誤差、最大約45°;反復更新で推進ベクトル誤差を <5° に減少。
- 自律推進計画システムが降下性能を予定速度に近づける。
- ISS を通過し VLEO へ無事着陸。汚染カバーは完璧に除去。
イメージングの旅
- トルクロッドで初期イメージング:重度のブレ(50+ px)、誤指向、ダウンリンク数が 1 日あたり約2 枚。自動 Slack 投稿で雲検出に有用。
- 焦点位置を何度か調整し、画像品質を改善。
- 3 CMG 制御準備完了;7 回連続イメージング機動を低制御誤差で実行。ファイバーオプティックジャイロ測定は卓越したジッタ性能を示す。
- リアルタイムパイプライン:軌道上の光子 → 処理 → Slack へ数秒以内に投稿—業界では稀な機能。
焦点調整
- 初月の乾燥によるヒドロゲル化で焦点漂移。数十回(撮影→鋭さ解析→焦点調整)を繰り返し、システムを仕様に戻す。
- 数サイクル後、車両など地表の特徴が鮮明に映像化。
赤外線イメージング
- 低コストマイクロボロメーターで熱署名を取得:東京湾の船舶、鋼鉄加工施設、植生と芝生の違い—カモフラージュ検出に有用。
- 赤外線画像は未キャリブレーションだが印象的;昼夜問わず日中ほど鮮明。
CMG の課題と教訓
- 4月14日:初の CMG 温度スパイク → FDIR 復旧できたが再起動不可。
- その後、2 番目の CMG が類似サイリーマルで温度制限を超過。
- 対策:CMG を低温域で運用;次世代設計に更新済み。
CMG の問題があっても、イメージングチェーンは堅牢でした:光子 → センサー捕捉 → ペイロード電子機器 → パケット化/暗号化 → X‑band → 地上受信 → 画像処理。
9 ヶ月後
- Clarity‑1 と接続を失う。TT&C ラジオのメモリ不安定がオンボードメモリを破損させた可能性。回復試行は失敗。
- VLEO 検証データ は十分に残っている:
- 複数高度で測定された抵抗係数と高効率スラスターが、何か月も高度を維持できることを示す。
- ソーラーパネルと原子酸素センサーデータは VLEO AO レベルでも一定電力生成を確認。
- LeoLabs は Clarity の姿勢自律性が継続していると報告。
10 cm イメージングパイラミッドの 98 % 完成
| コンポーネント | 状況 |
|---|---|
| 抵抗係数 | 検証済み |
| 原子酸素耐性 | 実証済み |
| ソーラーパネル | 実証済み |
| 熱管理 | 実証済み |
| 飛行ソフトウェア | 実証済み |
| 地上ソフトウェア | 実証済み |
| CMG ステアリング法 | 運用中(温度制御が必要) |
| 精密指向アルゴリズム | 実証済み |
| ペイロード電子機器 | 実証済み |
| センサー性能 | 実証済み |
| 画像処理チェーン | 実証済み |
| 持続可能な VLEO 運用 | 実証済み |
CMG の温度余裕が 100 % に達するまで残っているだけ。更新設計で既に対策済みです。
今後の展望
- 次回 VLEO ミッション はこれらの学びを取り込み、イメージング以外の新機能を実証し、EO/IR ミッション用光学ペイロードを拡張していきます。
より広範な VLEO ロードマップに貢献します。 - 成功は VLEO が単なるより良い撮像軌道ではなく、次の有効な宇宙層であることを裏付けます。低高度は解像度向上・リンク速度向上・遅延削減・応答性増大を実現します。
Clarity は持続可能な VLEO 運用、抵抗/寿命モデルの検証、原子酸素耐性、高性能バスの飛行実証という重要課題をクリアしました。
我々はそこに居住し、学び、拡大しています。
前進し続ける、
Topher & Albedo チーム