バーチャル開催された今年の SmallSat 2020

　少々古い話ですが、先月8月1日から6日まで Small Satellite Confereceという小型衛星の学会が開催されました。通年はユタ大学のキャンパスで行われるのですが、今年は新型コロナウイルスの影響でオンラインでの開催でした。昨年の参加者は 4,000名弱だったと思いますので、今年 8,000名を超える参加者が集まったのはオンラインになったことで参加しやすくなったのだと思いますが、米国時間で開催されたため南北米国やヨーロッパからの参加者が多く、日本を含むアジアからの参加は深夜から早朝にかけての開催となったため少なかったように思います。

　今年は地球局と軌道上の衛星などとのレーザーによる通信技術の発表や CubeSatなど小型機向けの推進エンジンに関する発表、機械学習、FPGAを活用した Software-Defined Radioなどの研究に関する発表が増えたように感じました。Optical/Laser通信技術はトラッキング技術やノイズ対策などこの数年で飛躍的に進化している印象です。また機械学習に関しても昨今 On-Boardでもある程度学習が可能になってきているなど、地上局と On-Boardを連携させた機械学習の試みがいくつも発表されていました。ひときわ印象に残ったのは宇宙機同士の通信を踏まえたコンステレーション向け制御技術の発表でした。発表数も昨年から増えましたし、内容も Mesh Networkなどネットワーク プロトコルも多様化しており、低軌道から高軌道の宇宙機まで幅広く活発に研究活動が進んでいるようです。個人的に興味があったのは On-Boardでの通信機能として Bluetoothなどを活用した Wireless Bus の研究が進んでいることでした。モジュールを配線でつなぐのではなく無線にすることでモジュール交換や回路の切り替えなどが柔軟に行える環境が進んでいるのは今後がとても楽しみです。

　オンラインでの開催でも全体の進行は昨年ユタ大学で開催されたのとほとんど同じで、メインのカンファレンスは8月3日(月)～6日(木)にかけて開催されました。一つのセッションは1時間、それぞれのセッションで5～8名がQ&Aを中心にライブ セッションで構成されていました。発表者は事前に15分前後の発表内容を説明するビデオをアップしており、ユタ大学のサイトにアップされている論文と合わせて事前に見ておく必要がありました。昨年の開催では各セッションで発表者が発表内容をステージで簡単に説明していたのですが、今年はその説明が事前にビデオ収録されライブセッションとは別に事前にビデオを見ておくのが量が多く内容を確認するのが大変でした。ビデオは7月31日(金)に公開されたので、週末にそれぞれのセッションの説明ビデオに目を通しさらに必要に応じて論文にも目を通す必要があったので、通年よりも事前準備の時間がかかったと思います。

　今回のオンラインでの開催で発表者がヨーロッパから参加するケースも多かったのですが、時差の計算を間違ったのか時間になっても参加してこない発表者も結構いたのに加え、開催期間中に米国東部を台風が通過していたため、バージニア州など NASAや宇宙事業関係者が多い東部の発表者が発表中に通信回線が切れたり停電する等のトラブルでセッションの中断などオンラインならではのトラブルも頻発していました。

　セッションはテクニカル セッションとワークショップ セッションに分類され、4日間に渡って進められました。それぞれのセッションは次の通りです。残念ながらカンファレンスの各発表者のビデオはすでに参照できなくなっていますが、発表論文はセッション毎に整理されて現在もアクセスできますので興味のある方はこちらのユタ大学のサイトで参照されてください：

Technical Sessions

・Session I: Space Mission Architectures - Proba-3: ESAの小型衛星による正確なフォーメーション飛行による太陽の内部コロナの研究(esa)、グローバルなマルチドメイン・コミュニティをサポートするためのハイブリッド・アーキテクチャとメッシュ・ネットワーク・トポロジーの実現(Oakman Aerospace)、商用リモートセンシング空間アーキテクチャのための設計(Maxar Technologies)、安価なミッション アーキテクチャを見つけるための自動化された配置設計及びミッション解析ツール(University of Stuttgart ISS)、NOAAの低地球軌道アーキテクチャを実装するための新しいパラダイム(NOAA)、米国陸軍の宇宙活動(US Army)
・Session II: Year in Review - LightSail 2ソーラーセーリング実証ミッション(Purdue University)、キューブサットからのランドサット画像：R3衛星の最初の18ヶ月間の宇宙での結果と運用上の教訓(Aerospace Corp)、BCP-100による軌道上でのグリーン推進剤の評価(Ball Aerospace)、超低周波伝搬マッパー(VPM) の経験と小型衛星のシステムエンジニアリングサイクルから得られた結果(Space Dynamics Lab)、CubeSatシグナル プリプロセッサ評価・テスト(CAT)(Johns Hopkins University)、18ヶ月で衛星開発： Rogue CubeSatから得られた教訓(US DoD)
・Session III: Science/Mission Payloads - 電離圏再構築 CubeSat実験(Defense Science Technology Lab)、惑星科学のための低資源ガンマ線・中性子複合分光器の開発(Los Alamos National Lab)、宇宙利用のためのテラヘルツ イメージング(Naval Postgraduate School)、6U CubeSatからの持続可能なオゾン・エアロゾル測定：成層圏エアロゾル・ガス実験 (SAGE) IV(NASA LRC)、変形ミラー実証ミッション (DeMi) CubeSatの熱力学設計と試験(MIT)、NovaSARとSSTL S1-4：SARと地球軌道データの融合(DSTL)、BOWIE-M: 次世代オペレーショナルウェザーのためのマイクロ波サウンダ(Ball Aerospace)
・Session IV: Future Directions - SDAディレクション： 機能の提供(SDA)、ESA: ɸ(Phi)ラボと将来の地球観測ミッションのアーキテクチャ(esa)、ハイブリッド・アーキテクチャの重要要素(Space Force)、NOAAの次世代アーキテクチャにおける SmallSat(NOAA)
・Session V: Next on the Pad - CubeSat級衛星による軌道上サービスの設計・開発(US Naval Academy)、小型衛星ベースのイメージングX線偏光計探査機 (IXPE) ミッション(Ball Aerospace)、BeaverCube：VIS/LWIR CubeSatを用いた沿岸域のイメージング(MIT)、ESAの今後の小型衛星による地球観測ミッション (ESA-EOP)(esa)、CaNOP CubeSat計画： 熱帯雨林のリモートイメージングとAIベースの識別ツールの評価(Sci Zone)、超小型衛星「ひばり」の姿勢可変制御技術実証のための技術モデル開発(東工大)、Starshine4の再設計・組み立て・テスト・統合から得た教訓(Planetary Systems Corp)
・Session VI: Advanced Technologies I - 小型宇宙機用の大型展開翼幅を持つ折り畳み式小型軽量太陽電池アレイ基板(Johns Hopkins University)、衛星姿勢制御のための自動システム識別 (sysID)(Aerospace Corp))、ELROI衛星ナンバープレートに向けての進捗状況(Los Alamos National Lab)、CubeSatのための展開可能な光学系(University of Auckland)、ミッション アーキテクチャにおけるリモート センシングや通信、ナビゲーションを可能にする SpaceCube インテリジェント多目的システム(NASA GSFC)、MicroSatによる軌道上での衛星修理作業(Northrop Grumman Corp)、Ascendant Sub-kW超天域電気推進システム(NASA JPL)
・Session VII: Student Competition - 超小型衛星コンステレーション ミッションのための汎用性の高い磁気トルカー設計(University of Toronto)、小型衛星の開発・運用への最新ソフトウェアシステム設計の適用(University of Michigan)、DEBRIS – 小型衛星によるアクティブデブリ除去へのアプローチ(University of Applied Sciences Aachen)、変形ミラー実証ミッション (DeMi) による光学モデリング、調整、テストの実施(MIT)、APEX CubeSatミッション向け精密軌道決定フィルタの初期開発と検証(Missouri University of Science & Engineering)、低推力電気推進システム実証のための操縦計画(MIT)
・Session VIII: Space Access - 繁に、確実に、そして手頃な価格で利用できる宇宙(Pocket Lab)、2019年米国政府軌道上のデブリ削減基準の実施状況(NASA)、STP-2ミッション： 空軍初のファルコン ヘビーロケット打ち上げから学んだライドシェアの教訓(Aerospace Corp)、CubeSat標準を手本とした ESPA探査機の SmallSat標準制作(CalPoly)、VV16: VEGA初のライドシェアミッションフライト(AVIO SpA)、グローバルな打上げネットワークの構築： データに基づいた新しいスペースポート評価ツールを利用した小型衛星専用打上げサービス(Virgin Orbit)
・Session IX: Propulsion - 小型サットハイブリッド推進システムのための体積効率の高いグリーン酸化剤としてのNytrox(Utah State University)、グリーン モノ推進剤統合推進システムの評価(VACCO Industries)、Robusta-3Aミッションのための Off-Axisヨード推進システム(University of Montpellier)、Lunar Flashlight CubeSatミッションのためのグリーンモノプロペラント推進システムの設計(Georgia Institute of Technology)、CubeSat向け小型グリーン・エンドバーニング ハイブリッド推進システム(Utah State University)
・Session X: Ground Systems - マルチミッション支援のための多様なアーキテクチャの融合(Planet Labs)、バージニア州地上局ネットワーク プロトタイプ(Virginia Polytech)、NASA Near Earthネットワーク(NEN) デモ機 DVB-S2によるCubeSat/SmallSat向け Xバンド及び Kaバンドのデータレート改善(NASA GSFC)、グローバルな地上局ネットワークを活用した衛星運用能力の拡大(University of Michigan)、Sバンド NovaSAR画像のための固定しきい値CFARとCNNによる船検出法の比較(Defense Science & Tehnology Lab)
・Session XI: Advanced Technologies II - 波及相関制御を用いた GaNベースの 4スイッチ降圧ブーストコンバータによるイナミックな深宇宙環境での最大パワーポイント追跡(University of Toledo)、超低 SWaP ブラック・シリコン・スター・トラッカーの軌道上での評価(Aerospace Corp)、軌道電波干渉計用クロックシステムの設計と検証(MIT)、高周波・高分解能 GEOリモートセンシングのためのフォーメーション飛行 MicroSatを用いた合成開口望遠鏡の研究(東京大学)、広入力電圧範囲の小型衛星用ソフトスイッチング GaNベース絶縁電力変換システム(NASA JPL)
・Session XII: Communications - LEO小型衛星からの 2.6Gbps Xバンド波ダウンリンク通信の実証(JAXA)、宇宙を利用したモバイルネットワーク技術の評価(Lynk Global)、LunaNet: 柔軟で拡張可能な月探査通信・航法インフラと小型衛星プラットフォーム(NASA GSFC)、2020年度の小型衛星規制(Wilkinson Barker Knauer LLP)、宇宙船のトランスポート層セキュリティへの新たなアプローチ(Johns Hopkins University)、SatCat5: Smallsatのための低消費電力、混合メディア イーサネット ネットワーク(Aerospace Corp)、位相変調された信号のキャリアトラッキング技術の比較(Naval Information Warfare Center Pacific)、Sバンド トランスポンダのマルチネットワーク互換性、宇宙環境と放射線試験(Vulcan Wireless)

Workshop Sessions

・Session I: Advanced Concepts I - 低コスト磁力計の耐放射線性について(Johns Hopkins University)、太陽電池アレイを用いた機動性の高い小型宇宙船の誘導・航法・制御(University of Toronto)、CubeSatの電気的インターフェースの標準化による、より迅速な配送とミッションの実現(九工大)、NASAと大学の SmallSat技術パートナーシップ(NASA ARC)、地上での1U CubeSatロボット組立て実験(MIT)、大電力小型衛星のための蓄熱(Creare LLC)、軌道要素データベースの前処理のための非ホーマン法(Rensselaer Polytechnic Institute)、コンステレーション向け SunSensorの検証(Lens Research & Development)
・Session II: A Look Back: Lessons Learned - アドバンスド電子制御バス (ALBus) CubeSat：構築から飛行まで(NASA GRC)、Spooqy-1：宇宙で初めて Entanglement生成を実証した超小型衛星(Center for Quantum Technologies)、Diwata-2: 小型バスシステム、電子調整可能なマルチスペクトル イメージャー、アマチュア無線通信機能を備えた地球観測用超小型衛星(University of Philippines)、Phoenix: 米国における都市部のヒートアイランドの影響を研究するための CubeSatミッション(Arizona State University)、電離層シンチレーション装置(ISX) の故障解析(CalPoly)
・Session III: Instruments/Science I - CubeSatTOF: 1U高性能 Time-of-Flight質量分析計による惑星大気の解析(University of Bern)、CLICK-A による環境試験(MIT)、HyTI: 6U CubeSatからの高スペクトル・空間分解能熱赤外イメージング(University of Hawaii)、VTXO: X線観測のための仮想望遠鏡(NASA GSFC)、DARTミッションの LICIACube: イタリアの小型衛星技術が捉えた小惑星衝突(Italian Space Agency)、ISSに搭載されたIsim-170の軌道上での実証実験について(Satlantis)、立体視流星観測： 衛星Busとフォーメーションパラメータの要件(University of Stuttgart ISS)
・Session IV: Advanced Concepts II - 宇宙でのディープラーニング応用の加速(University of Glasgow)、宇宙デブリ軽減のための Drag Augmentation System(Belstead Research)、アクティブ サーマル アーキテクチャの設計(NASA JPL)、CBASS: CubeSat運用の地上検証のための 3自由度の摩擦の少ないテストベッドの設計とアーキテクチャ(USC)、地球規模で分散・展開する小型衛星の価値の統合(MIT)
・Session V: Educational Programs - ARKSAT-1: アーカンソー大学で開発された1U CubeSat(University of Arkansas)、欧州南西部向けNanoSat技術に関するトレーニングを提供するための共同プラットフォーム(University of Beira Interior)、CySat-1: アイオワ州立大学初の CubeSat(Iowa State University)、学術コミュニティ向け SmallSatプログラムの構築(US Coast Guard Academy)、成功する大学院向け CubeSatプログラム(University of Colorado at Boulder)、ブラジルにおける宇宙教育の ITA宇宙センターの役割(Aeronautical Institute of Technology)、EyeSat: 軌道上での運用経験につながるフランス宇宙機関の学生プログラムの取り組み(cnes)、CLASS: CubeSat開発のためのモジュラーテストシステム(University of Illinois)、米国軍事アカデミー(USMA) 宇宙士官候補生プログラム(US Military Academy)
・Session VI: Advanced Concepts III - 宇宙での安全な製造： 小型衛星群を利用した宇宙での製造(USC)、CLICKミッション用 NanoSatレーザー通信端末の設計と試作(MIT)、ロスト・イン・スペース問題の解決策(University of Colorado at Boulder)、パッシブ レーダー レトロリフレクターを用いた超小型衛星の追跡(Naval Information Warfare Center Pacific)、小型衛星システム用ワイヤレスバス相互接続(Rowan University)、高出力キューブサットのための熱管理(Pumpkin Inc)、低価格 MEMS IMUを使った地球低軌道姿勢推定のためのサブオプティマルMEKFの解析と設計(University of South Florida)
・Session VII: Instruments/Science II - ArgoMoon: イタリアの CubeSat技術を使った SLSの月面初飛行の記録の試み(Italian Space Agency)、Altemis-1と共に打ち上げられる NASAの CubeSatミッション(NASA JPL)、MakerSat-1による軌道上でのポリマーの劣化状況調査：宇宙空間での製造を目的とした初の人工衛星(Northwest Nazarene University)、CSACによる軌道上性能評価のための飛行実験(University of Colorado at Boulder)、沿岸警備隊アカデミーのための小型衛星プラットフォームの開発(US Coast Guard Academy)、シンチレーション観測と電離層の電気力学調査(Atmospheric and Space Technology Research Associates)、宇宙空間での物体検出と特性評価のための長波赤外偏光センサのモデリングとシミュレーション(Virginia Polytech)
・Session VIII: Communications - 学術系CubeSat向けアンテナ： VHF～Sバンド(George Mason University)、ソフトウェア定義無線を用いた同時通信、ナビゲーション、リモートセンシングのための新しい RFアーキテクチャ(NASA GSFC)、1U CubeSat用通信システムの改良(九工大)、CubeSatソリューションの性能を超える PocketQube用小型無線トランシーバー(Delft University of Technology)、自動画像処理を用いた光レーザダウンリンクのポインティング改善(University of Stuttgart ISS)、LoRa技術とプライベートLoRaWANサーバーを使用した CubeSat(Royal Thai Air Force Academy)、将来の NanoSat衛星コンステレーションのためのオンボード コンタクト-グラフ ルーティング ソリューションの実験的評価(Agencia Espacial del Paragua)、深宇宙 CubeSat通信用デュアルバンド円偏波プリントアンテナ(University of South Alabama)

サイドミーティング

　これらのセッションの他に企業や NASAなどの機関が別途サイド ミーティングを開催しています。自分が参加したサイドミーティングは次のようなセッションです。やはり NASA関係のセッションは内容もしっかりしているのに加えて情報量も多く、今年も大変興味深かったです。NASAタウンホール ミーティングはほぼ昨年と同じ部門の方が話をしたので、この1年の進捗が聞けて楽しかったです：
・Introduction to Radiation Effects (Radiation Test Solutions Inc.)

・NASA Town Hall – NASA 小型宇宙機関連部門紹介： Small Spacecraft Coordination Group (SSCG)、Space Technology Mission Directorate、Small Spacecraft Technology Program、Flight Opportunities Program、Advanced Exploration Systems、Science Mission Directorate、Small Business Innovation Research (SBIR) / Small Business Technology Transfer (STTR) Program、CubeSat Launch Initiative
・NASA Short Talks - ライドシェア: ゴダードにおける SmallSat、Starling CubeSat Swarm 技術デモ、HEOにおける SmallSat群のミッション設計、NASAのSBIR/STTRプログラムでイノベーションを立ち上げる、NASAのフライト機会 – 軌道への足がかり、SmallSatのウィキペディア： SSRI ノレッジベース、超高出力小型宇宙機のための薄膜太陽電池アレイ、民間企業ランチャーを活用した機会、CAPSTONE： 月ゲートウェイ・エコシステムを可能にするCubeSat Pathfinder、月へのミッション： 月周回軌道へのNASAのCAPSTONEミッションをサポートする Rocket Labの電子・光子技術、ソーラーセイル推進と地球近傍小惑星 (NEA) Scout CubeSat、SPIM： 二次ペイロード統合管理者の役割、Artemis Iの完了は SLS CubeSatの始まり、火星向け小型宇宙機： 2020年代のチャンス、マルチミッション NOS3、NASAと提携して特許技術を活用する方
・The Evolving State of Ground Station and Data - 進化する地上局とデータの現状

・NASA's Core Flight System and Multi-Mission NOS3, Goddard Space Flight Center
・Mitigating Space Debris: Planning Now to Meet Future FCC Regulations - スペースデブリの軽減、将来のFCC規制に対応する計画
・Scalable Solutions in the Cloud - Opportunities and Challenges - クラウドのスケーラブル ソリューション - 機会と課題

　以上、ダラダラと書いてしまいましたが、来年の SmallSat参加に向けた自分のメモとして残しておこうと思った次第です。