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ポストモーテム：私たちの初のVLEO衛星ミッション（画像と飛行データ付き）

105日前原文(albedo.com)

概要

  • 2025年3月14日、Albedo初の衛星Clarity-1がSpaceX Transporter-13で打ち上げ
  • VLEO（超低軌道）での持続運用を実証、業界初の成果
  • Precisionバスの自社開発・実証、短期間・予算内で完成
  • 10cm可視・2m熱赤外画像の取得技術、政府高額衛星並みの性能
  • 数々の課題を克服し、技術・運用両面で大きな進展

Clarity-1ミッションの全貌

  • 2025年3月14日、Albedo初の衛星 Clarity-1 が SpaceX Transporter-13 で打ち上げ
  • Pathfinderミッションとして、VLEO（Very Low Earth Orbit）での 持続運用の実証 を目指す
  • 大気抵抗 ・ 原子状酸素 ・ 高速 という過酷な環境を克服する設計
  • Precisionバス を自社開発、2年強で設計・製造を完了
  • 10cm可視画像 ・ 2m熱赤外画像 の取得を目標に掲げる
  • 主要3目標のうち2つを完全達成、3つ目も98%技術検証済み

VLEO運用の実証

  • VLEOは従来、商用衛星が耐えられないとされてきた軌道
  • 大気抵抗は設計目標より 12%優秀、350〜380kmで複数回測定
  • 設計モデルの妥当性を検証、275kmで 5年寿命 を実現できる見込み
  • 原子状酸素（AO） による劣化を防ぐ新型太陽電池を開発
    • AOフルエンス増加下でも発電量は安定
  • 100km超の制御降下、ステーションキーピング、太陽嵐下の耐性を実証
  • モーメンタム管理 ・ 故障検知 ・ 推力計画モデル 等も良好
  • 放射線耐性は想定より4倍優秀、軌道決定精度も高い

Precisionバスの飛行実証

  • Precisionバスは TRL-9 （軌道上実証済み）に到達
  • 自社開発の全サブシステムが正常動作
  • CMG操舵則 ・運用モード・ソフト・電子基板・熱管理など全て機能
  • 4πステラジアンのアンテナカバレッジ、発電・消費実績も取得
  • クラウドネイティブ地上系 による25局自動運用
  • 15分毎のミッションスケジューリング、30回/日以上の自動推力マヌーバ
  • インターネット経由で安全に衛星制御可能
  • FPGA更新 含む14回の軌道上ソフト更新を実施

完璧な4週間

  • 打ち上げ1時間後にLEO投入、ナイル川上空で分離
  • 3時間後に初通信、全サブシステムの正常テレメトリを確認
  • 14時間後に Protect Mode （VLEO版Safe Mode）へ自律移行
  • 16時間で運用モードへ、想定より大幅に早い進捗
  • CMG による高機動性を活かし、各種GNCモードを検証
  • Xバンド無線の高レートダウンリンクも正常化
  • 想定以上にスムーズな初期運用と技術検証

VLEO降下マヌーバとトラブル対応

  • LEOからVLEOへの降下中、CMGの1基に温度異常発生
  • FDIR（故障検知・隔離・回復）ロジックが即時対応
  • 残り3基のCMGも停止し、磁気トルクロッドで2軸安定化へ
  • 通常はモーメンタムダンプ用だが、強化型トルクロッドで3軸制御アルゴリズムを開発
  • 1ヶ月で3軸制御を確立、軌道修正も達成
  • 推力ベクトル誤差をソフト更新で5度以内に改善
  • ISSを安全に回避し、VLEO到達

レンズカバーの分離

  • 汚染防止カバーの分離も一発成功、テレメトリで即座に確認
  • LeoLabsが2物体を追跡、イメージング準備完了

イメージングの挑戦

  • 3基CMG用制御則が未完成のため、トルクロッドのみで撮像開始
    • 50ピクセル以上のスミア、姿勢誤差大、ダウンリンクも制限
    • 天候データを自動取得し、クリアな画像を優先ダウンリンク
  • 数日で画像品質が向上、フォーカス調整も実施
  • 3基CMG制御則が完成し、即座に高精度な姿勢制御が可能に
  • 7連続イメージングマヌーバ＆即時Xバンドダウンリンクを実現
  • 地上ソフトの高速処理で、画像取得から解析までを迅速化

VLEO技術の意義と今後

  • VLEOでの商用衛星運用の 可能性を実証
  • 従来不可能 とされた軌道で、耐久性・性能・コスト効率を実現
  • Precisionバスと運用システムの拡張性、今後のミッション展開への布石
  • ソフトウェアアップデート性が、運用中の課題解決に不可欠であることを証明
  • Albedoの技術力・開発力・運用力の総合的な高さを示す事例

Hackerたちの意見

Albedoの創業者兼CEOです。初めてのVLEO衛星ミッション（Clarity-1）の詳細なレポートを公開しました。画像や、うまくいったこと、壊れたこと、今後の学びについても触れています。質問があればどうぞ！

└

衛星のためにあなたたちのグループが書いたソフトウェアについて、何か面白いエピソードを教えてくれませんか？スタックやテスト、ファームウェアのアップデート、プログラミング言語についても知りたいです。ありがとう！

└

250kmの距離で1mの光学系の回折限界（1.22 h* λ/d）は約17cmです。どうやって10cmの解像度を達成するんですか？

└

s/learnings/lessons/g

└

ドラッグ係数が見出しだったね：設計目標より12%良かった。通常のキューブサットと比べてドラッグはかなり良くなってるの？あんまり空力的には見えないけど。説明を読んでたら、前面積を最小限に抑えたデザインを期待してたよ。 >追加の表面処理でドラッグ係数がさらに改善される予定だって。軌道速度で表面ドラッグはそんなに影響するの？

└

トルクロッドだけでどうやって意味のある姿勢制御を実現したの？有効にするには大きく（つまり重い）必要があるよね。これは慣性フレームでの安定化なのか、アクティブな指向なのか？シャーシやコンポーネントにあるマグネットダイポールは、回転している衛星を地球の磁場に固定しがちだけど、これを見た？それともこの高度では大気のドラッグが支配的だった？

└

あなたの投稿、めっちゃ好きです！今までの回答、ありがとう。地上での姿勢制御やソフトウェアスタックのテストはどうやったの？シミュレーターを使ったのかな？LeoLabsがかなり役立ったみたいだけど、他にどんなスタートアップがあなたの「スペーススタック」を形成してるの？

根本的な原因は、ジャイロの潤滑剤が動作温度に耐えられなかったことだったんですね。そこに関するシステムエンジニアリングのアプローチについてのポストモーテムを読みたいです。

└

そこでの教訓は、サプライチェーンを複数のレベルで掘り下げることですね。スタートアップのスピードとリソースには限界がありますが、学んでいます。

└

おそらく、地上試験の一部はプロトタイプを熱室に入れて、最大温度を少し超えた状態で1週間、最小温度を少し下回った状態で1週間動かして機能性やマージンをチェックすることだと思うんだけど…なんでこれが見つからなかったんだろう？テストが短すぎたのかな？

素晴らしいレポートですね。フライト中のクリエイティブな思考と達成したことに、チーム全体に大きな祝福を！(宇宙でのFPGAのアップデートについても触れてほしい！) チームBedoがVLEOをみんなのために解放するのを楽しみにしています。

こんなに高い画像解像度だと、地上の精度も重要な要素になりますね。高解像度を好む人たちは、地理的に正確な画像も求めるでしょう。これについて何か発見や結果はありましたか？

└

実は、ペイロードキャリブレーションキャンペーンのその部分には到達できなかったんだけど、最初のミッションでは5〜10メートルの位置特定ができる見込みだったよ。主に星トラッカーのクォータニオンエラーが影響してた。エフェメリスとフィールドアングルマップのエラーは規格内だったから、視線指向のキャリブレーションを繰り返す準備はできてたんだけど、CMGがダウンしちゃったからそこには行けなかったんだ。今後のシステムでは、学びを基にいくつかのアップデートがあるから、地上制御点（GCP）なしで3〜5メートルの位置特定エラーを目指すつもりだよ。

なんて素晴らしいプロジェクトなんだ。 > 次は、LEOの降下高度からVLEOへの移動で、望遠鏡の汚染カバーを安全に排出できる場所まで行くことでした。どうして早くこれをやるのが危険だったんですか？ > ミッション中ずっとTT&Cラジオで断続的なメモリの問題を追跡していて、それに対処しながら進めていました。私たちの最良の仮説は、これらの問題の一つがエスカレートして、オンボードメモリが破損し、再起動を妨げているということです。いくつかの回復アプローチを試みましたが、今のところうまくいっていません。回復の可能性は低そうです。かなり大きな問題のようですね。ここでの根本原因を診断するためのアイデアは何なんでしょうか？ちょっと楽観的すぎる気もしますが、それは私の解釈かもしれません。

└

彼らは、捨てられたカバーが長く軌道に留まったり、何かにぶつかったりしないように、十分に低くしたいんだと思う。

└

確かに、宇宙の安全性はカバーされてるけど、今後の打ち上げでそのカバーが使えるかはわからないな。FCCとの調整がなかなか難しかったから。ラジオは、問題を調査しているサプライヤーから来たんだけど、彼らのNANDとECCの実装に懸念があったし、完全に原因を特定できなかったんだ。今後は、自社でラジオを作る予定だから、テストや改善、内部での問題解決がしやすくなるし、少なくとも可能なロックアップや破壊的な故障を追跡して、適切な冗長性を実装できるようになるよ。

ミッション成功おめでとう！初めての試みとしてはかなりうまくいったみたいだし、チームには才能ある人が揃ってるね。でも、ちょっと余計なお世話かもしれないけど、書き方について意見を言わせてもらうよ。書き方が、まるで週末の冒険を語るテック系の兄ちゃんみたいで、宇宙業界の大半（特に決定権を持ってる人たち）には全然響かないと思う。CMGが「ロックイン」されてたとか、何回も「ナイス！」って言ってたり。ビジネス戦略があるのかもしれないけど、ほとんどの市場はスーツを着た年配の男性が支配してるから、彼らはこんな話し方しないよ。スタートアップやテック系の兄ちゃんたちは宇宙にお金を使ってない。こういうことに資金を出せるのは大手企業だけ。彼らのように書いた方がいいよ。テック系の兄ちゃんみたいに話してシード資金を得るのはいいけど、持続可能なビジネスを目指すなら、企業っぽく話さないと。公のイメージが幼稚に見えるせいで、儲かるチャンスを逃すのは嫌だな。ウェブサイトを見たけど、シニアアドバイザリーボードには元政府関係者がたくさんいるね。彼らに書き方について意見をもらってみて。ちょっとバカみたいに聞こえるかもしれないけど、「兄ちゃんたち」のチームだと思われると契約を勝ち取る確率が大幅に下がるよ。人々は「ロックイン」された人たちに何百万も使いたくない。プロのエンジニアリングやリスク軽減を行い、プロフェッショナルで有能だと明確に伝える人たちにお金を使いたいんだ。書き方について長々と愚痴っちゃったね。でも、自分たちのバスをデザインできたのはすごいことだし、大部分がうまくいったのは素晴らしいよ。

└

トッファー・ハダッドには2つの書き方があるみたいだね。テック系の兄ちゃんのブログスタイルと、上で使った光学技術の技術的な側面を語るスタイル。これは、他人の理解できないことを理解できないタイプの高いオタクっぽさがあって、実際にはスキルやアプローチの異常な統合だね。

└

書き方が、まるで週末の冒険を語るテック系の兄ちゃんみたいで、宇宙業界の大半には全然響かないと思う。CMGが「ロックイン」されてたとか、何回も「ナイス！」って言ってたり。これは会社のブログに載ってるんだ。最後には、メールリストに登録するか、キャリアページを探るように促してる。目標には合ったトーンだと思うよ。トーンポリシングはあまり役に立たない。著者たちもここで質問に答えてくれてるし、すごく親切だよ。

└

全体的に、著者が何かを証明したくて必死な感じがした。

└

同意するよ。これがAIで書かれていなかったら驚くね。「VLEOは単に画像のためのより良い軌道ではなく、次の生産的な軌道層です。」っていう古典的なスタイルがあって、怠惰さや詐欺っぽさ、プロフェッショナリズムの欠如を強く感じる。自分たちのプレスリリースやブログ投稿をちゃんと書けない会社を真剣に受け止める理由がある？

└

あなたの市場のほとんどは、年老いたスーツ姿の男性たちに支配されているけど、それって…宇宙市場とは思えないね。関わっているエンジニアたちは、大企業の言葉遣いや「うまくいった」みたいなGPTっぽいお世辞なんて気にしないよ。彼らが知りたいのは、自分たちのミッションコンセプトに適したバスなのか、どれくらいうまく機能するのかってことだから。実際、その点では普通のブログよりも率直だよね。

画像サービスを提供する予定はあるの？素晴らしい記事だね！

└

私たちのビジネスモデルは、VLEOシステム（衛星、バス、フルミッションサービス）の提供に焦点を当てているよ。でも、将来的には顧客が画像サービスを提供するかもしれないね :) ありがとう！

VLEOの目的は何なの？ゴールデンドームみたいなプロジェクトのために運動エネルギー兵器を可能にするために低高度にいるの？

└

この場合の主な目的は、非常に高解像度の衛星画像を可能にすることだと思うよ（それが良いことかどうかはまた別の話だけど）。

└
  1. 近接性がパフォーマンスを向上させる： - 距離^2：画像、他のセンサー、リンク予算の縮小（送信しているデータや感知している信号） - 距離^3：SAR - 距離^4：アクティブセンシング（ライダー、レーダーなど） - スピード：通信の遅延、迎撃までの時間 - もしシステムを早く/安く構築できるなら、この物理学の解放がシステムアーキテクチャの新しいパラダイムを生み出す（従来のコスト/スケジュール/パフォーマンスのトレードオフと比較して） 2. 多様化はレジリエンス/抑止力にとって重要 - ドラッグは自動的にデブリを掃除する - 核爆発後に放射線が捕まるベルトの下にある。生存可能な軌道だけでなく、再構成が確実な軌道にもなる。

余談だけど、あなたのalbedo-stuff.comドメインが期限切れになってるみたいだよ。