JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2025年2月～2026年1月)

報告書番号: R25JG3105

利用分野: 研究開発

PDF(準備中)

• 責任者: 谷島正信, 研究開発部門第一研究ユニット
• 問い合せ先: 原田 隆佑(harada.ryuusuke@jaxa.jp)
• メンバ: 二見 光子, 原田 隆佑, 北川 康弘, 河本 聡美, 中渡瀬 竜二, 小田 寛

事業概要

スペースデブリの増加は, 宇宙活動の安全確保のため問題となってきている. JAXAではスペースデブリの低減と軌道環境維持のためにスペースデブリに関わる技術の研究開発を継続している. 本事業ではJAXAと九州大学が共同開発した軌道上デブリ環境推移モデル(NEODEEM)による将来の軌道環境の予測に基づいてスペースデブリ対策の有効性等を評価している.

参照URL

https://www.kenkai.jaxa.jp/research/spacedebris/spacedebris.html 参照.

JAXAスーパーコンピュータを使用する理由と利点

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(100回の実行の平均処理)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, JSS3を利用した. PC版(Linux, WINDOWS)との互換性からTOKI-RURIを用いている.

今年度の成果

将来の軌道上環境評価の一環として, 静止軌道にある非運用衛星及びロケット上段機体が, 運用中静止衛星に与えるリスク推移について統計的手法を新たに考案し評価を実施. 静止軌道環境持続可能性の議論に資する成果として国際学会で成果を発表(図1).

大規模コンステレーションや軌道投入許容量を考慮してデブリ低減要求を変化させたデブリインデックスによる環境評価を実施. 近年あらゆる宇宙機に運用後1年でのPMDを求めるような厳しいルール制定が議論されているが, 環境への負荷が高い物体に厳しい低減策を実施するだけでも環境改善効果があることを示した. (図2). これらの結果に基づきデブリ低減対策の有効性を評価し, 国際ルールを議論するための根拠として活用している.

図1: 過去及び将来7年間の静止軌道干渉物体らによる合計干渉回数の経度分布. 東側安定点を中心に往復運動(librating)する物体の影響が大きい一方で, 数は少ないが西側安定点を中心に干渉物体が存在する.

図2: 将来200年の低軌道物体数推移予測. ノミナルケースに比べ, インデックス値が高い物体のPMD成功率を99%まで向上すれば将来の軌道上物体数は低下する傾向が確認された.

成果の公表

-査読なし論文

1. 原田隆佑, 河本聡美, 吉村康広, 花田俊也, 宇宙デブリ環境のより深い理解に向けて, シミュレーション (Journal of the Japan Society for Simulation Technology), 44巻1号49-55ページ, 2025年5月15日.

2. Ryusuke Harada, Satomi Kawamoto, and Toshiya Hanada, The study of a debris cloud risk assessment in geosynchronous orbit, 9th European Conference on Space Debris, Bonn, Germany 1 - 4 Apr 2025

3. Ryusuke Harada, Satomi Kawamoto, and Toshiya Hanada, A study of risk assessment metrics of non-operational objects in Geosynchronous orbit, 76th International Astronautical Congress (IAC 2025), Sydney, Australia, 29 Sep-3 Oct 2025.

4. Satomi Kawamoto, Ryusuke Harada, Yasuhiro Kitagawa, and Toshiya Hanada, Debris index for varying debris mitigation requirements to account for large constellations and orbital capacity, 76th International Astronautical Congress (IAC 2025), Sydney, Australia, 29 Sep-3 Oct 2025.

5. Ryuji Nakawatase, Dr. Yasuhiro Yoshimura, Ryusuke Harada, Satomi Kawamoto, and Toshiya Hanada, Effectiveness evaluation of the drag augmentation in post-mission disposal, 76th International Astronautical Congress (IAC 2025), Sydney, Australia, 29 Sep-3 Oct 2025.

-口頭発表

1. Ryusuke Harada, Satomi Kawamoto, and Toshiya Hanada, The study of a debris cloud risk assessment in geosynchronous orbit, 9th European Conference on Space Debris, Bonn, Germany 1 - 4 Apr 2025

2. Ryusuke Harada, Satomi Kawamoto, and Toshiya Hanada, A study of risk assessment metrics of non-operational objects in Geosynchronous orbit, 76th International Astronautical Congress (IAC 2025), Sydney, Australia, 29 Sep-3 Oct 2025.

3. Satomi Kawamoto, Ryusuke Harada, Yasuhiro Kitagawa, and Toshiya Hanada, Debris index for varying debris mitigation requirements to account for large constellations and orbital capacity, 76th International Astronautical Congress (IAC 2025), Sydney, Australia, 29 Sep-3 Oct 2025.

4. Ryuji Nakawatase, Dr. Yasuhiro Yoshimura, Ryusuke Harada, Satomi Kawamoto, and Toshiya Hanada, Effectiveness evaluation of the drag augmentation in post-mission disposal, 76th International Astronautical Congress (IAC 2025), Sydney, Australia, 29 Sep-3 Oct 2025.

JSS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: 20 - 30
• 1ケースあたりの経過時間: 144 時間

JSS3利用量

総資源に占める利用割合※1(%): 0.03

内訳

JSS3のシステム構成や主要な仕様は、JSS3のシステム構成をご覧下さい。

※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.

ISV利用量

※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(2025年2月～2026年1月)