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デブリ推移モデルによる長期軌道上デブリ環境予測

JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2018年4月~2019年3月)

報告書番号: R18JG3105

利用分野: 研究開発

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  • 責任者: 杉田寛之, 研究開発部門第二研究ユニット
  • 問い合せ先: 長岡信明(nagaoka.nobuaki@jaxa.jp)
  • メンバ: 河本 聡美, 長岡 信明, 北川 康弘, 花田 俊也, 阿部 修司

事業概要

スペースデブリの増加が宇宙活動の安全確保のため問題となっており, JAXAではデブリ除去技術に関して研究開発を行っている. JAXAと九州大学が共同開発したデブリ環境推移モデル(NEODEEM)を用いて将来の軌道環境の予測を行い, デブリ除去の指針の検討を行う.

参照URL

宇宙活動の安全確保|JAXA|研究開発部門」参照.

JSS2利用の理由

NEODEEMでは, 20000個を超える要素の200年以上に及ぶ軌道伝搬と軌道上事象をモンテカルロ法を使って予測する. そのため解析にかかる時間の短縮と大量のデータ処理のため, JSS2を利用した. PC版(WINDOWS)との互換性からSORA_PPのみを用いている.

今年度の成果

将来の軌道上デブリの削減に効果があると見込める指標の検討を行い, その指標に基づく能動的デブリ除去(ADR)の効果を評価した. 図1. 結果として今後の宇宙機打上において適切なPMD(Post Mission Deorbit:ミッション終了後の軌道離脱)が実施される環境であれば, 年間5機程度のADRで軌道上のデブリ環境の改善が見込めることが分かった. また, 今後計画されている軌道上に数千機の衛星を配置するメガコンステレーションシステムにおいても, 適切なADRにより過度なデブリの増加が抑制できることを確認した. 図2

Annual Reoprt Figures for 2018

図1: ADRの違いによる軌道上デブリの差異

 

Annual Reoprt Figures for 2018

図2: メガコンシステムにおけるADRの効果

 

成果の公表

-査読なし論文

1)S. Kawamoto, M. Higashide, S. Abe, T. Hanada, "Consideration on active debris removal target", 5th European workshop on Space Debris Modeling and Remediation

2)長岡 信明, 河本 聡美, 花田俊也, 阿部修司, "軌道上デブリ除去対象指標とその低減効果の比較", 第8回 スペースデブリワークショップ

JSS2利用状況

計算情報

  • プロセス並列手法: 同一初期条件のモンテカルロ試行を複数コアに割り当て, 並列処理
  • スレッド並列手法: 非該当
  • プロセス並列数: 10
  • 1ケースあたりの経過時間: 60 時間

利用量

 

総資源に占める利用割合※1(%): 0.30

 

内訳

JSS2のシステム構成や主要な仕様は、JSS2のシステム構成をご覧下さい。

計算資源
計算システム名 コア時間(コア・h) 資源の利用割合※2(%)
SORA-MA 0.00 0.00
SORA-PP 498,729.46 3.99
SORA-LM 0.57 0.00
SORA-TPP 0.00 0.00

 

ファイルシステム資源
ファイルシステム名 ストレージ割当量(GiB) 資源の利用割合※2(%)
/home 19.07 0.02
/data 190.73 0.00
/ltmp 3,906.25 0.33

 

アーカイバ資源
アーカイバシステム名 利用量(TiB) 資源の利用割合※2(%)
J-SPACE 0.11 0.00

※1 総資源に占める利用割合:3つの資源(計算, ファイルシステム, アーカイバ)の利用割合の加重平均.

※2 資源の利用割合:対象資源一年間の総利用量に対する利用割合.

JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2018年4月~2019年3月)


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所在地

JAXA(宇宙航空研究開発機構) 調布航空宇宙センター
所在地 〒182-8522 東京都
調布市深大寺東町7-44-1