ロッキード・マーティン、軌道上で衛星のミッションを変えられる衛星を発表

米国の航空宇宙企業ロッキード・マーティンは2019年3月20日、軌道上で衛星のミッションを変えられる衛星「スマートサット(SmartSat)」のコンセプトを発表した。

スマートフォンにアプリを追加するように、衛星のソフトウェアを変えることで、衛星に新たな能力やミッションを与えることができるのが特徴で、同社では早ければ今年中にも、この技術を適用した超小型衛星を打ち上げることを目指している。

• スマートサット(SmartSat)の概念図 (C) Lockheed Martin

従来の人工衛星といえば、いったん宇宙に打ち上げられると、ハードウェアもソフトウェアも変えられず、開発された当時の機能や性能のまま、数年から十数年にわたって運用するのが当たり前となっている。

しかし、その間も地上では技術革新が進んでおり、また衛星のサービスの需要が変化するなどして、打ち上げたときの機能や性能のままでは不都合が生じることもある。

そこでロッキード・マーティンは、ソフトウェアの変更によって衛星に新しいミッションを割り当てることができる、「スマートサット(SmartSat)」というコンセプトを開発した。

同社は「まるでスマートフォンにアプリを追加するかのように」、またIT業界でおなじみの「ソフトウェア定義(Software Defined:SDx)」という言葉を使った「ソフトウェア定義衛星(software-defined satellite)」という言葉で、この衛星の特徴を説明する。

ロッキード・マーティンの宇宙部門のEVPを務めるRick Ambrose氏は「スマートフォンのように、アプリを追加すればミッションが変えられる、新しい人工衛星の姿を想像してみてください」と語る。

「スマートサットは、衛星の設計、製造、提供方法を根本から変革させることを目指した、私たちの挑戦の大きな一歩です」。

スマートサットは、米国国立科学財団(NSF)が開発した、高性能かつ放射線に強いコンピューターを搭載。このコンピューターはマルチコア処理能力をもち、ハイパーバイザー(仮想化OS)を使って仮想マシンをコンテナ化する。従来の衛星は、単一のプロセッサーでプログラムを動かしており、マルチコア処理の導入はほぼ初めてだという。

これにより、1台のコンピューターで複数のサーバーを仮想的に動かすことができ、衛星が軌道上でより多くのデータを処理したり、どのデータを地球に送信するかという優先順位付けをしたりといったことを可能にするとしている。

衛星のデータ処理能力が上がることで、最も重要かつ関連性の高い情報だけを送信することができるようになり、それにより通信の帯域幅のコストを節約し、また地上局の負担を軽減できるという。また、将来的には宇宙にデータセンターを置くような時代も実現するだろうとしている。

また、通信のビーム径を変更したり、帯域幅を調整したりできる機器も搭載し、マルチコア処理と合わせることで、衛星が軌道上にいながら、プログラムの書き換えだけで、衛星の機能や能力、目的を変更することができるようになるという。

この技術を使うことで、たとえば当初は西欧に向けてサービスを提供していた通信衛星を、東欧にサービスを提供できるようにするといったことが可能になるとしている。

さらに、サイバーセキュリティの面でも強化が図られており、スマートサットの技術を搭載した衛星は、自律的にコンピューターの診断やリセット、必要に応じてバックアップをかけることができ、サイバー攻撃などの脅威を自律的に検知し、防御策を取ることもできるとしている。また、新たな脅威に対抗するため、衛星内のコンピューターにあるセキュリティ・プログラムを定期的に更新することもできるという。

ロッキード・マーティンは現在、同社の超小型衛星バス「LM 50」にこの技術を導入した、いくつかの試験機の打ち上げを計画しており、早ければ今年中にも打ち上げたいとしている。

そのひとつの「ライナス(Linus)」は、2機の12Uサイズのキューブサットからなる計画で、スマートサットの性能と、また3Dプリントされた衛星用部品の実証を行う。

もうひとつは「ポニー・エクスプレス(Pony Express)」と呼ばれる計画で、複数の6Uサイズのキューブサットからなり、最初の1機はクラウド・コンピューティング・インフラストラクチャー上でソフトウェア定義の搭載機器の技術を試験する。また残りの衛星では、高周波を使った衛星の編隊飛行や、衛星同士の通信ネットワークの実証を行うとしている。

また、この技術は大型の衛星にも使うことができるという。

Ambrose氏は「LM 50はこの画期的な新技術を試験するのに最適な衛星バスです。そしてこの技術は、LM 50だけでなく、当社の主力製品である大型の静止衛星バス『LM 2100』に組み込むことも可能です」と語る。

出典

・Lockheed Martin's First Smart Satellites are Tiny with Big Missions - Mar 20, 2019
・LM 50 Payload Accommodation