日本由来のスペースデブリ除去の技術実証へ、アストロスケールが実証衛星「ADRAS-J」を公開

アストロスケールは9月7日、2023年度にミッション開始を予定している商業デブリ除去実証衛星「ADRAS-J(アドラスジェイ)」の機体を報道陣に公開した。

アストロスケール本社で公開されたADRAS-J。2022年6月ころから2023年8月までJAXA 筑波宇宙センターに持ち込まれ製造試験などが続けられていたという

ADRAS-Jは、大型デブリ除去などの技術実証を目指す宇宙航空研究開発機構(JAXA)の「商業デブリ除去実証(CRD2:Commercial Removal of Debris Demonstration)フェーズI」の契約の元、アストロスケールが開発してきたデブリ除去技術の実証衛星。CRD2は2段構えの取り組みで、フェーズIはマイルストン・ペイメント方式を採用。デブリ除去の実現に向けたキー技術の実証のために行われるが、事前に定義された4つのマイルストン(基本設計、詳細設計、製造・試験検証、運用)の達成ごとに、定められた金額が段階的にアストロスケールに支払われる方式が採用されている。また、フェーズIIはフェーズIの成果を踏まえ、実際にデブリの除去に挑むことが予定されている。

このフェーズIの対象となるデブリはGOSATを打ち上げた「H-IIAロケット15号機」の上段。全長約11m、直径約4m、重量約3トンという大型デブリで、JAXAからは「デブリ接近計画に対する実績の確認」「対象デブリの定点観測」「対象デブリの周回観測」「ミッション終了処理」の4つのサービスが要求されるほか、アストロスケール自身も「対象デブリの検査および診断」「対象デブリへの極近傍接近」といった独自ミッションを行う予定。ADRAS-Jは打ち上げ後、軌道マヌーバを実施し、対象デブリに向かって、GPSや地上からの観測データをもとに対象デブリの後方数百km地点まで接近。その後、ADRAS-Jに搭載された可視光カメラを用いて数km付近まで接近。そこから数百m地点まで赤外線カメラを活用して接近。そこから先はLiDARを使って数十mまで接近し、観察を行うほか、「手を伸ばせば届くレベル」という距離まで近づいたり、対象デブリの周回観測などにも挑むこととなる。

撮影はできなかったが衛星上部に各種センサが冗長構成で搭載されている。銀色のプレートの後ろ側にはLiDARが2基搭載されている

「安全要求として対象デブリにぶつからないことがあるが、アストロスケールが目指すのは宇宙のロードサービスであり、ぶつかってはいけない。これを実現するために1 Fail Safeとして、冗長性を各センサやスラスタに持たせている。例えばスラスタは機体の上下四隅に合計8基搭載しているが、さらに上下に2基ずつ搭載。緊急離脱などが必要な時に、その上下のスラスタを使う仕組みを採用している」と同社では、機体に不備が発生してもミッションを遂行できる仕組みには相当注意していることを強調する。

赤い円筒形がスラスタ。上下ともに四隅に1基ずつ搭載しているほか、機体の上下に2基ずつ搭載されている

また、機体としての特長は衛星上部に冗長性を持たせた各種センサを搭載しているほか、LED照明やLRF(レーザーレンジファインダー。実際の航法には使用せず、各種センサによる測定距離の正常性を確認するために使用)なども搭載。「難しいのは動いている相手に接近していく点」とする一方、「デブリの捕獲に向けては(デブリに)動きを併せる必要がある」ともしており、フェーズIでそうしたことができる技術を実現できているということを確かめることで、フェーズIIの選定に向けて弾みを付けたい考えだ。