【トップ記事のサマリ】
NASAの低コストの科学ミッション、特に小型衛星(Smallsats)ミッションは、近年大きな進歩を遂げてきました。これらの「クラスD」ミッション(コストが1億5000万ドル以下)は、リスクを受け入れつつも、変革的な科学を実現してきました。2018年に国際宇宙ステーションから展開された「TEMPEST-D」と「RAINCube」は、3Dモデルの嵐の進化データを提供し、大きな成功を収めました。 NASAの科学ミッション局は、小型衛星ミッションの成功を活かし、大規模ミッションに適用できる教訓を探るため、専門家グループを設置。小規模でクロスディシプリナリなチームの活用や、要求事項の簡素化、リスク管理、商用オフ・ザ・シェルフ技術(COTS)の利用などが提言されています。これにより、大規模ミッションでもコスト削減と質の維持が期待されます。
【記事全訳(※本記事の作成には一部AIを使用しています)】
サンフランシスコ – NASAの低コスト科学ミッションの成果は、この数年で大幅に向上しています。
「これまでに学んだ教訓が役立ちました」と、NASAジェット推進研究所(JPL)の副技術者であるチャールズ・ノートン氏は言います。「最初は多くの失敗がありましたが、コミュニティ全体で成功に向けて自己強化していきました。」
実際、クラスDの低コストでリスクを受け入れる小型衛星ミッション(1億5000万ドル以下)は「変革的な科学を行ってきました」と、NASA科学ミッション局(SMD)の副技術者であるフローレンス・タン氏は述べています。
たとえば、2018年に国際宇宙ステーションから数分差で展開された「TEMPEST-D」と「RAINCube」という2つのキューブサットは、嵐の進化に関する初のリアルタイム3Dモデルのデータを提供しました。TEMPEST-Dは「Temporal Experiment for Storms and Tropical Systems – Demonstration」の略で、RAINCubeは「Radar in a Cubesat」の略です。
クラスDミッションが最近の成功を収めたことを受けて、NASAのSMDは専門家グループを結成し、大規模なミッションに適用できる教訓があるかどうかを検討しました。
「我々は一歩引いて、『これを実験と考えよう』としました」と、NASAのSMDの技術長であるキャロリン・マーサー氏は語っています。「このアプローチを取って良かったと思います。学ぶべきことがたくさんあります。」
7月にラスベガスで開催されたAIAA ASCEND会議で発表されたこの調査「Small Missions, Big Lessons(小さなミッション、大きな教訓)」では、クラスDミッションの成功の秘訣を特定し、それを大規模な科学ミッションに適用する方法が検討されました。この調査結果は、8月にSMDリーダーに報告されました。
小規模チームを採用する
調査は、小規模でクロスディシプリナリなチームを設立することを推奨しています。
「小規模チームには迅速かつオープンなコミュニケーションが生まれることが多いです」と、ノートン氏は述べています。「一般的に、すべてのメンバーがミッションのすべての側面について広範なシステム全体の意識を持っており、それが迅速な意思決定を可能にし、アカウンタビリティ(説明責任)のレベルを向上させます。」
常設チームの見直し
限られたリソースの中で「小規模なミッションは、必要に応じて人員を活用することで効果的です」とマーサー氏は述べています。「大規模なミッションには多くのサブシステムがあり、多くの人員が必要です。そのクラスでは、ミッション全体で一度でもその人材が必要になる場合、その人員を開発期間全体にわたって保持するのが一般的です。」
要求事項の見直し
調査は、価値を追加する要求事項に限定することを提案しています。
「一般的に、大規模なミッションではチェックリスト的な考え方が多いです」とノートン氏は述べています。「要求事項を削除するのではなく、チェックリストを満たすために必要なことをすべて行います。調査の一つの推奨事項は、たとえば、クラスCミッションでも小規模なミッションの線に沿ったスリム化された要求事項を設定することです。」
COTS
「すでに飛行実績のあるCOTS部品があります」とタン氏は述べています。「そのような場合、その部品に対する文書要件を削減する方法があるかもしれません。」
NASAのエンジニアリング・セーフティセンターは、部品選定と受け入れに関するガイダンスを提供するために、専門家を配置した「部品評価・アセスメントラボ(PEAL)」を設立することを推奨しています。
このような組織が存在したとしても、ミッションマネージャーは引き続き部品の検査やコンポーネントレベルの統合テストを行います。しかし、PEALは「宇宙飛行ミッション向けの部品の性能特性を評価する」ことで役立つ可能性があります、とノートン氏は述べています。
リスク管理
クラスDミッションでは、マネージャーは日常的にリスクを特定し、それを軽減するための作業を行います。一方で、大規模なミッションのマネージャーは、開発リスクを検討するのに多くの時間を費やすことがあります。
小規模なミッションで問題が特定され、根本的な原因が特定できない場合でも、運用段階でリスクを軽減できることがあります。「これにより、統合と打ち上げを進め、スケジュールとコストのプロファイルを維持しながら、ミッションの成功をリスクにさらすことなく進めることができました」とノートン氏は述べています。
「失敗を責める」メンタリティの排除
クラスDミッションでは、レビューボードは「通常は少人数で、責めるようなメンタリティはありません」とマーサー氏は述べています。「レビュアーは、独立性を保ちながらそのミッションが成功するために支援を行います。経験やガイダンスを共有するのです。」
一方で、大規模なミッションのレビューボードは「時にコンプライアンスに焦点を当てがちです」とマーサー氏は続けます。サポートベースのレビューボードは、「より非公式な専門知識を提供し、プロジェクト内での信頼構築を促進する」ことができます。
過剰な文書作成
クラスDミッションは「本当に必要な文書を特定します」とマーサー氏は述べています。「大規模なミッションでは、しばしば参照されない文書を作成します。誰がそれを読んでいるのでしょうか?」
過剰な文書要件は、開発者が「ライフサイクルレビューの前にすべての設計を凍結し、すべての文書が一貫していることを確認するために、作業を最大4カ月間停止する」といった予期しない結果を引き起こすことがあります、とマーサー氏は述べています。
SMDの小型衛星科学ミッションは「大幅にコストを削減しながら、高品質の科学データを取得しています」と報告は結論付けています。小型衛星ミッションの一部の
手法を採用することで、大規模な科学ミッションも「コストを削減しながら品質を維持する」ことができるかもしれません。
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