Optimization of a Trajectory to Remove Multiple Space Debris Using Evolutionary Computation

Material type: 文書・図像類

Author: 山田, 祐輔ほか

Publisher: 宇宙航空研究開発機構(JAXA)

Publication date: 2019-03-07

Material Format: Digital

Capacity, size, etc.: -

NDC: -

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Note (General)：: 第8回スペースデブリワークショップ (2018年12月3-5日. 宇宙航空研究開発機構調布航空宇宙センター(JAXA)(CAC)), 調布市, 東京The 8th Space Debris Workshop (December 3-5, 2018. Chofu Aerospace Center, J...

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Material Type: 文書・図像類
Title: Optimization of a Trajectory to Remove Multiple Space Debris Using Evolutionary Computation
Author/Editor: 山田, 祐輔
金崎, 雅博
中宮, 賢樹
Yamada, Yusuke
Kanazaki, Masahiro
Nakamiya, Masaki
Author Heading: 山田, 祐輔
金崎, 雅博
中宮, 賢樹
Yamada, Yusuke
Kanazaki, Masahiro
Nakamiya, Masaki
Publication, Distribution, etc.: 宇宙航空研究開発機構(JAXA)
Publication Date: 2019-03-07
Publication Date (W3CDTF): 2019-03-07
Alternative Title: 進化計算を用いた複数デブリ投棄衛星の連続除去軌道最適化
Periodical title: 宇宙航空研究開発機構特別資料: 第8回スペースデブリワークショップ講演資料集 = JAXA Special Publication: Proceedings of the 8th Space Debris Workshop
No. or year of volume/issue: JAXA-SP-18-011
Volume: JAXA-SP-18-011
Pages: 619-620
ISSN (Periodical Title): ISSN : 2433-2232
Text Language Code: eng
Target Audience: 一般
Note (General): 第8回スペースデブリワークショップ (2018年12月3-5日. 宇宙航空研究開発機構調布航空宇宙センター(JAXA)(CAC)), 調布市, 東京
The 8th Space Debris Workshop (December 3-5, 2018. Chofu Aerospace Center, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)(CAC)), Chofu, Tokyo, Japan
スペースデブリの除去効率を向上させるため, 1機の除去衛星が複数のデブリを除去する方法が検討されている. 現在地球周辺には多くのデブリが存在するため, 除去順序の組み合わせ数は膨大になり最適解を厳密に求めることは困難である. そのため, デブリ除去衛星の軌道を最適化する効率的なアルゴリズムが求められる. デブリ除去最適化問題は巡回セールスマン問題の応用として考えることが可能であり, 進化的アルゴリズムの適用が考えられる. 本研究では, 除去候補のデブリから一定個数のデブリを選択し連続的に会合するミッションシナリオを想定し, 進化計算を用いてこれを最適化する手法を提案する. 目的関数は除去衛星の合計ΔV 最小化と除去デブリのレーダ反射断面積(RCS)最大化の2目的とした. 最適化にはNSGA-II とMOEA/D の2つの進化計算アルゴリズムをそれぞれ適用し, 最適化性能の差を調査するとともに対象となる最適化問題に関する知見獲得を目的とする.
In order to improve space debris removal efficiency, a method of removing multiple debris by one satellite has been studied. Since there are many debris currently around the Earth, the number of combinations of removal order becomes enormous and it is difficult to strictly obtain the optimal solution. Therefore, an efficient algorithm to optimize the trajectory of the debris removal satellite is required. The active debris removal optimization problem can be thought of as an application of the traveling salesman problem, and the application of the evolutionary algorithm can be considered. In this research, we propose a method to optimize this by using evolutionary computation, assuming a mission scenario in which a certain number of debris are selected from debris to be removed and are continuously engaged. The objective function was aimed at minimizing the total ΔV of removal satellites and maximizing the Radar Cross-Section (RCS) of eliminated debris. For optimization, we apply two evolutionary computation algorithms of NSGA-II and MOEA/D, to investigate the difference in optimization performance and to acquire knowledge on the target optimization problem.
形態: カラー図版あり
Physical characteristics: Original contains color illustrations
資料番号: AA1830034054
レポート番号: JAXA-SP-18-011
Access Restrictions: 限定公開
Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
https://irdb.nii.ac.jp
Original Data Provider (Database): 宇宙航空研究開発機構 : 宇宙航空研究開発機構リポジトリ