原因究明状況

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おきみちぜんじゅう
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1 2016 年 10 月 28 日 13:00-17:30 平成 28 年度宇宙航空安全ミッション保証シンポジウム X 線天文衛星ひとみ (ASTRO-H) 異常事象から明らかとなった S&MA 上の課題および対策について JAXA 宇宙科学研究所宇宙科学プログラムディレクタ久保田孝

2 発表内容 1. ASTRO-H 衛星の概要 2. 発生事象及び地上観測結果 3. 異常発生メカニズム 4. 異常発生メカニズムの要因分析 5. 今後のISASプロジェクト運営の改革 6. まとめ 2

3 1.ASTRO-H 衛星の概要 3

4 ASTRO-H ミッション概要 ASTRO-H は, ブラックホール超新星残骸銀河団など X 線やガンマ線で観測される高温高エネルギーの天体の研究を通じて宇宙の構造とその進化の解明を行う天文衛星. X 線やガンマ線は地球の大気に吸収されてしまうために地上に到達することができないそのため宇宙で観測することが必要. ASTRO-H はすざくの後継として開発され JAXA NASA をはじめ国内外の大学研究機関の 250 人を超える研究者が開発に参加する X 線天文学の旗艦ミッション大規模な国際協力で開発された 4 種類の新型観測システムが搭載されすざくにくらべて 10 倍から 100 倍も暗い天体の分光観測が可能となる. X 線天文衛星 ASTRO-H 軌道上外観図 4

ASTRO-H ミッション概要 ( 特徴 ) 軟 X 線分光観測 SXT-S ( 望遠鏡 ) SXS 大面積かつ軽量な軟 X 線望遠鏡と 50 ミリ度という極低温技術によって超高分解能分光を実現する軟 X 線分光検出器を組み合わせて超精密 X 線分光を実現軟 X 線撮像観測 SXT-I ( 望遠鏡 ) SXI 軟 X 線望遠鏡と大面積低雑音 X 線 CCD 素子を用いた軟 X

5 ASTRO-H ミッション概要 ( 特徴 ) 軟 X 線分光観測 SXT-S ( 望遠鏡 ) SXS 大面積かつ軽量な軟 X 線望遠鏡と 50 ミリ度という極低温技術によって超高分解能分光を実現する軟 X 線分光検出器を組み合わせて超精密 X 線分光を実現軟 X 線撮像観測 SXT-I ( 望遠鏡 ) SXI 軟 X 線望遠鏡と大面積低雑音 X 線 CCD 素子を用いた軟 X 線撮像検出器を組み合わせ広い視野を持ち観測の基本となる X 線撮像を実現硬 X 線撮像観測 HXT ( 望遠鏡 ) HXI 国産ナノ技術を駆使し世界に先駆けて開発した硬 X 線望遠鏡と ASTRO-H をめざして開発した新しい高効率 CdTe 半導体素子に基づく硬 X 線撮像検出器を組み合わせて硬 X 線帯で初めての集光撮像を実現し飛躍的な高感度を実現軟ガンマ線観測 SGD 独自のアイディアである狭視野半導体コンプトンカメラに基づいた超低雑音軟ガンマ線検出器により一桁以上の感度の向上とガンマ線偏光観測能力を実現これら 4 種類の観測システムが同時に機能することで 3 桁にもおよぶ広帯域においてすざくより 10 倍から 100 倍高感度の観測を実現して最大限の科学的成果を引き出すことが可能となる 5

6 ASTRO-H 衛星外観項目名称予定軌道設計寿命質量サイズ発生電力ミッション機器主要諸元諸元 X 線天文衛星 ASTRO H 種類 : 円軌道高度 : 約 575km 軌道傾斜角 : 31.0 度周期 : 約 96 分 3 年約 2.7t,14m 9m EOL3 年 3500W 硬 X 線望遠鏡 (HXT) 軟 X 線望遠鏡 (SXT S,SXT I) 硬 X 線撮像検出器 (HXI) 軟 X 線分光検出器 (SXS) 軟 X 線撮像検出器 (SXI) 軟ガンマ線検出器 (SGD) 軌道上外観図 6

7 衛星外観 ( 姿勢制御系機器 ) 7

8 スケジュール ( 開発 ) 年度 H H H H H H H H H H 主要マイルストーンプロジェクト SAC 事前評価 ( 開発研究 ) 準備審査 SDR プロジェクト移行審査 SAC 事前評価 ( 開発 ) PDR 研究開発研究開発 CDR1 1 次噛合せ CDR2 打ち上げ (2 月 17 日 ) 開発完了審査衛星開発概念検討概念設計基本設計詳細設計総合試験射場製作フェーズ追跡管制地上系運用ソフトウェア設計 / 開発追跡管制系 I/F 調整立ち上公募げ試験観測観測設計製造 ( 調達 ) 検査期間一次噛合せ試験フライトオヘレーションクリティカルフェース初期機能確認総合試験衛星システム試験期間 ( 一次噛合せ試験 / 総合試 8

9 スケジュール ( 運用 ) 2/17 打上 2/29 4 月中旬ごろ 3/26 ( 当初予定 ) 6 月ごろ ( 当初予定 ) クリティカルフェーズ 11 日間 Phase0 初期機能確認フェーズ約 6 週間較正観測フェーズ約 6 週間 ( 予定 ) Phase1 試験観測フェーズ約 6 か月 ( 予定 ) 衛星バス機能確認 SXS 試験動作 EOB 伸展全観測機器立上げ通信異常発生衛星に搭載された観測機器の個性を把握し観測精度を高めるためにこれまでによく観測されてきた天体などを観測するリフトオフ L-0 (2/17) L+1 (2/18) L+2 (2/19) L+3 (2/20) L+4 (2/21) L+5 (2/22) L+6 (2/23) L+7 (2/24) L+8 (2/25) L+9 (2/26) L+10 (2/27) L+11 (2/28) L+12 (2/29) SAP 展開姿勢系立上げ姿勢系チェックアウト 1-1:SXS 予冷冷凍機立上げ冷却待ち試験観測用の姿勢制御試験 1-2:SXS-ADR 冷凍機立上げ観測可能温度でのチェックアウト 2 SXS 試験観測 3 EOB 伸展準備伸展クリティカルフェーズ (EOB 伸展まで ) 搭載機器動作確認 9

10 2. 発生事象及び地上観測結果 10

11 異常事象発生当初のテレメトリデータ受信状況観測計画中性子星かに星雲活動銀河核姿勢変更マヌーバ 20:28 から約 48 分追跡管制実績 3/25 20:14~ 姿勢変更マヌーバ 03:01 から約 21 分 ~3/26 03: :49 07:31 09:52 16:40 U S C U S C U S C U S C U S C M S P M S P M G N M G N 不通判明衛星状態 JSpOC 情報正常 (~USC 最終可視終了まで ) 姿勢異常 1サンプレゼンスなし 2 発生電力低下 3 温度分布変化 10:42±11 分 Breakup 推定時刻不明 USC: JAXA 内之浦局 MSP: JAXA GN マスパロマス局 ( スペイン ) MGN:JAXA GN ミンゲニュー局 ( 豪 ) 11

12 事象発生後の地上観測の状況(1) 4/1深夜 ASTRO-Hの軌道周辺の全11物体分の軌道情報がJSpOCより公開されたそのうちの2物体についてはJAXAも軌道を特定している 11物体の軌道を逆伝播するとある時間帯で一点に集まる Rnage [km] /26 0:00 3/26 12:00 3/27 0:00 3/27 12:00 3/28 0:00 3/28 12:00 3/29 0:00 3/29 12:00 日時[UTC] * JSpOC 国防総省戦略軍統合宇宙運用センター Joint SpaceOperations Center 12

13 事象発生後の地上観測の状況 (2) 木曽観測所によるの光度曲線上図 : 木曽広視野高速カメラ Tomo-e Gozen プロトタイプ機による光度曲線 3/31 11:24:11.3 からの経過秒数右図 : 上記データを元に JAXA で光度曲線を周期 5.22 秒で折り重ねたもの秒元図は東京大学の提供による 13

14 3. 異常発生メカニズム 14

15 異常発生メカニズム 3 月 26 日以前の天体指向に伴う姿勢変更運用の動作遷移姿勢変更運用の終了 IRU* 誤差推定値の一時的増加 IRU 誤差推定正常値内へ収束天体指向 IRU 誤差推定値が高い値を保持発生イベントマヌーバ終了 ( 計画では 03:22 頃非可視中 ) 異常発生メカニズム 1 ( シミュレーション FTA 実施 ) 大きな誤差推定値に基づき制御し姿勢が回転姿勢異常発生 (MSP テレメトリから逆算して 04:10 ごろと推定非可視中 ) 姿勢回転が継続 ** 姿勢異常継続 MSP(05:49-06:02) MSP(07:31-07:44) MGN(09:52-10:04) スラスタセーフホールドスラスタセーフホールド制御異常異常発生メカニズム 2 ( シミュレーション実施 ) 異常発生メカニズム 3 ( シミュレーション実施 ) 復旧運用衛星異常回転異常発生メカニズム 4 ( 構造解析 FTA 実施 ) 複数物体の分離 (JAXA 推定時刻で 10:37 頃 ) MSP: JAXA マスパロマス局 MGN: JAXA ミンゲニュー局 15

16 ASTRO-H 姿勢決定方法 STT 4[Hz] 姿勢角計測値 ( 精度 8.8arcsec) 姿勢決定系システム姿勢角推定値姿勢角速度推定値 IRU 32[Hz] 姿勢角速度計測値 ( 姿勢角精度 0.05 arcsec) カルマンフィルタ * 姿勢制御系への要求 - 姿勢決定精度要求 ( X Y: 3[arcsec] Z:12[arcsec]) IRU 誤差推定値 (IRU Bias Rate) * カルマンフィルタ : これまで推定してきた運動情報に新規に取得したセンサ計測値を統合しセンサ特性や過去の推移に基づきセンサのノイズを除去しながら合理的に運動状態を推定する方法 # arcsec: 秒角 (1 度の 1/3600) 16

17 Z 軸 IRU 誤差推定値 [deg/h] STT のモード A. 地蝕終了に伴う STT 捕捉開始コマンド実行 ( 計画通り ) 待機 ( 地蝕の為 ) 捕捉衛星 Z 軸回転速度 ( 推定 ) 3/26 0deg/h 03:02-03:13 03:20-04:00 テレメトリ有異常発生メカニズム 1: IRU 誤差推定値の動き本ページのグラフは模式的なものであり厳密な挙動とは異なる 3/26 03:22 姿勢変更マヌーバ終了予定時刻 U S C STT 地蝕 * 04:09 ( 計画値 ) C. 想定漏れ事象 STT がすぐに捕捉モードに移り IRU 誤差推定値の更新が止まり大きな値のまま保持された [ 推定 ] 期待されていた IRU 誤差推定値の挙動 04 :10 ( テレメトリより逆算 ) 04:14 ( テレメトリより逆算 ) D. 最終的に STT は追尾モードとなり姿勢情報を出力したが誤差が蓄積されている姿勢角推定値との差が 1[deg] を超えていたため STT が計測した姿勢情報 ( 実際の姿勢 ) は棄却され続けた ( 事実 ) B. STTが追尾モードになり初期化されたフィルタを用いてIRU 誤差推定を行ったため大きな値に変化した [ 推定 ] 追尾追尾 *STT の視野に地球が入る時間帯捕捉想定漏れ事象期待されていた角速度 22.0deg/h**( 想定漏れ事象 ) 0deg/h ** 上記 21.7deg/h に IRU 素特性誤差 0.3deg/h を加えたものテレメトリ無 ( データレコーダ再生前のため取得できていないため推定 ) 21.7deg/h ( テレメトリで確認 ) ( 想定漏れ事象 ) M S P 時刻 (JST) 追尾 ( テレメトリで確認 ) 3/26 05:49-06:02 テレメトリ無 USC: JAXA 内之浦局テレメトリ有 17

18 異常発生メカニズム 2 3/26 01:40 ごろ推定 ~ 少なくとも 10:04(MGN 可視終了 ) まで正常時衛星は電力確保のため SAP をほぼ太陽方向に向けながら地球回りを周回するその上で望遠鏡を天体に向ける姿勢を取る ( 地球に遮られ天体が見えない時間帯もある ) +Z 軸今回の姿勢異常時 (MSP MSP MGN 可視テレメトリで確認済み ) 衛星姿勢異常 +Z 軸太陽方向太陽方向太陽角 +Y 軸太陽角 +Y 軸地球回りを約 96 分で周回衛星 +Y 軸と太陽方向のなす角度 ( 太陽角 ) がプラスマイナス 30 度以内であれば正常地球回りを約 96 分で周回姿勢制御パラメータが異常になって以降衛星が 1 時間に約 21.7 度の割合で Z 軸回りにゆっくり回転を始めた最後にテレメトリを確認できた MGN 局での太陽角は約 123 度であった ( すなわち太陽電池パドル裏面から太陽光入射していた ) 18

19 異常発生メカニズム 34 での衛星挙動 ( イメージ ) 3/26 10:04 MGN 可視終了後以降 10:37 衛星分離の JAXA 推定時刻までの間スラスタセーフホールド制御正常時太陽方向 +Z 軸 RW 回転数が制限値に達するスラスタセーフホールド制御異常時 ( 今回 ) ( 非可視時間帯のため推定 ) ( 左上図と同じ状態 ) RW 回転数が制限値に達したと考えられる太陽角観測中断し ( 天体指向姿勢を諦めて ) スラスタによる姿勢制御モード (RCS SH) に遷移 +Y 軸観測中断し ( 天体指向姿勢を諦めて ) スラスタによる姿勢制御モード (RCS SH) に遷移したと考えられる不適切なスラスタ制御パラメータ設定により想定と異なる噴射したと考える太陽方向 +Y 軸太陽角 0[deg] Y 軸回りにスロースピン SAP +Z 軸衛星の角速度が増加したと考えられる回転によって大きな荷重が加わる部位 ( 太陽電池パドル EOB 等 ) が破断し分離したと考えられるセーフホールド姿勢カ学的に安定かつ発生電力が確保できる姿勢この状態で地上からの復旧指令を待つ 19

20 ASTRO-H の姿勢角シミュレーション結果 (RCS SHまで ) シミュレーション結果 (RCS SH 以降 ) 姿勢制御系が推定している姿勢角可視中テレメトリデータ 20

21 ASTRO-H の角速度 ( 拡大スケール ) 姿勢制御系が推定している角速度シミュレーション結果 (RCS SH まで ) シミュレーション結果 (RCS SH 以降 ) [deg/s] (2.61[deg/h]) [deg/s] (-1.55[deg/h]) 0.006[deg/s] (22.0[deg/h]) 22.0[deg/h] は高止まりした IRU 誤差推定値 21.7deg/h に IRU 素特性誤差 0.3deg/h を加えたもの 21

22 分離部位における許容角速度の分析結果部位回転軸 ( 注 ) 許容角速度許容角速度 [deg/s] 許容荷重逸脱部位 SAP Z 軸約 150 SAP 取付部周辺 X 軸約 150 SAP 取付部周辺 EOB Z 軸約 125 EOB 衛星側取付部 X 軸約 90 EOB 各段 Y 軸約 90 EOB 各段注 : 回転軸の定義は衛星外観 ( 詳細 ) に示す. Z 軸回転時変形イメージ 22

23 推定される衛星状態衛星全体は大きな角速度で回転太陽電池パドル両翼が破断し分離 EOBが破断し先端の観測機器と共に分離バッテリ枯渇今後衛星が機能回復することは期待できない状態にあると判断し復旧に向けた活動は取りやめた (4 月 28 日 ) 23

24 4. 異常発生メカニズムの要因分析 24

25 STT の挙動について STT が追尾モードから捕捉モードに戻る等して観測更新が中断することは他の STT でも STT 光学系が見ている環境によっては発生しうる事象である設定していた STT の捕捉モード時の姿勢レート計算に用いる星の条件のパラメータ設定値 ( ピクセル数閾値 ) 下では星天上の視野内に STT が姿勢レート推定に使用できる明るい星が少なくなるこれにより姿勢レート推定誤差が大きくなり捕捉モードから追尾モードへの安定移行が行えず追尾を外したことが分ったピクセル数閾値については打上げ時の初期設定値であったがチューニングが必要であることがわかったため 3/26 以降に軌道上調整を行う予定だった 25

26 AOCS 設計 ( 姿勢異常発生 ) IRU バイアス誤差の推定値が高止まりし, 姿勢異常に至った要因は以下の 3 つの要因を考えている 1. マヌーバ後のカルマンフィルタのリセットの際高いゲインとなる設定 1. 2 台ある STT を冗長に使用しない設計 2. 推定姿勢と STT 出力に長時間差がある場合に STT を棄却する設計 26

27 太陽角異常 FDIR ( 姿勢異常継続 ) セーフホールド姿勢移行の太陽方向異常検知に粗太陽センサを使用せず姿勢決定系の推定姿勢のみを用いる設計であったため姿勢決定系での異常 (IRU バイアス誤差推定値の異常 ) を検知できずに姿勢異常が継続した並行して実施している磁気トルカによる RW 角運動量のアンローディング処理が姿勢異常のため正常に働かず RW に角運動量が蓄積され RW に蓄積する角運動量が最終的に制限値 (120[Nms]) を超え RW による制御に何らかの異常が発生したと判断しスラスタにより姿勢制御を行うモード ( スラスタセーフホールドモード :RCS SH) に移行した 27

不適切なパラメータ設定パラメータファイル作成からコマンド計画ファイル作成登録衛星送信までのフロー図 JAXA

コマンドシミュレータシミュレーション結果の確認姿勢系コマンド作成コピーコピーその他のコマンド計画ファイル入力

姿勢系コマンド計画ファイル作成計画立案系システムシミュレーション結果の確認 RCS 駆動マトリクス生成ツール

28 不適切なパラメータ設定パラメータファイル作成からコマンド計画ファイル作成登録衛星送信までのフロー図 JAXA 内之浦衛星管制系システム地上局経由で衛星に送信衛星管制装置姿勢系コマンド計画ファイルその他のコマンド計画ファイルコマンドシミュレータシミュレーション結果の確認姿勢系コマンド作成コピーコピーその他のコマンド計画ファイル入力検証他パラメータ入力 AOCS 地上支援ソフトバイナリファイル自動作成直接要因 2 検証の漏れ姿勢系コマンド計画ファイル作成計画立案系システムシミュレーション結果の確認 RCS 駆動マトリクス生成ツールパラメータテーブル生成ツールバイナリファイル入力検証姿勢制御系シミュレータその他のコマンド計画作成直接要因 1 データ入力誤り直接要因 2 検証の漏れ 28

29 設計フェーズでの前提条件 ASTRO-H はすざく技術を最大限継承した設計を採用. < 姿勢系に関する設計の基本的考え方 > サイズアップに伴い熱歪擾乱が増す中で高指向決定精度高指向安定度を実現する機体サイズに起因する大きな重力傾斜トルクに対応するために大角運動量を有する RW や大きな外乱除去トルクを発生可能な MTQ を搭載するすざくのようなバイアス角運動量を持つバイアスモーメンタム方式でなくゼロモーメンタム方式を採用する <FDIRに関する設計の基本的考え方 > セーフホールドモード移行による観測時間減少を避けるため定常制御中の動作は自動で性能維持可能 (Fail Tolerant) もしくは自動で機能維持可能(Fail Operational) となるよう冗長系を確保し不必要に安全退避 (Fail Safe) モードに移行しない設計とする 29

30 設計フェーズでの課題検討姿勢制御系の設計においてはより良い観測条件を確保する要求が強く安全信頼性に関する要求が少なくその結果 ASTRO-H プロジェクト及び設計業者共にシステムとしての安全性を欠く結果を招いた姿勢制御系の設計において打ち上げ後の初期運用フェーズに負担がないようにパラメータの設定をあらかじめ用意して切り替えるか差分のみの変更を行うなど設計段階で検討すべき事項が十分でなかった設計審査会等での懸念事項を網羅的に管理できていなかった ASTRO-H プロジェクトにおける確認及び第三者による ISAS 主催の審査会等の確認が不十分であった 30

31 設計フェーズでの課題背後要因 1)ASTRO-H プロジェクトの体制においてプロジェクト管理とサイエンス成果創出の役割の違いと分担及びそれぞれを担う人材の能力要件が不明確であった 2) プロジェクトのシステムが複雑かつ大きくなり ISAS が実施してきた従来の方法ではプロジェクト管理や衛星の安全性の確保が十分でないことを予見できなかった 3)ASTRO-H プロジェクトと設計担当業者及びそれぞれに所属する研究者と担当者の役割分担と責任関係が不明確なまま開発を進めた 4) 設計段階で検討すべき事項や審査において第三者によるシステムの安全信頼性を確認する仕組みや手法が効果的に機能していなかった 31

32 運用フェーズ <ASTRO-H の運用計画について > 衛星運用は ASTRO-H プロジェクトが主体となって実施する体制クリティカルフェーズは ASTRO-H プロジェクト製造担当者運用支援業者等で協議の上運用支援業者が作成し JAXA ASTRO-H プロジェクトが承認する体制をとっていた打上前の H27/8 から H28/2 にかけて上述のメンバで構成される運用調整会を約 20 回打上前に実施したこれらを踏まえクリティカルフェーズにおける計画手順を運用計画を規定する文書 ( 初期運用計画書 ) で制定したただし EOB 伸展直後の質量特性変化に関するパラメータ変更運用については運用調整会の場では議論されず運用を規定する文書に記載されなかった 32

33 運用フェーズでの課題検討 (1) 異常発生メカニズム 1 関係 (STT 挙動 AOCS 設計 ) 打上げ後 STT に係る不明事象 ( 追尾モードから捕捉モード等に戻る事象や追尾モードに移行するのに時間がかかる事象 ) が複数発生したが問題が解決されないまま STT を地蝕時にスタンバイとする対応で初期確認運用および試験観測が続けられた (STT パラメータチューニングも未了であった ) 異常発生メカニズム 2 関係 (FDIR 挙動 ) 連続非更新回数をテレメトリ出力して運用で対処する方針となったが具体的な運用への申し送りが不十分であった. 姿勢変更マヌーバを可視終了の間際で実施しその後の海外局ではレンジング運用のみとしていたため非可視時間帯における衛星状態を確認できなかった 33

34 運用フェーズでの課題検討 (2) 異常発生メカニズム 3 関係 ( パラメータ設定 ) 直接的な要因はパラメータ作成時のデータ入力誤りと作成後の検証の漏れ人的ミスは起こりうるものとして衛星の運用システムは構築されるべき. 異常発生メカニズム 4 関係 ( 物体の破断分離 ) 今回の事象では構造設計よりも厳しい荷重条件が発生付与されたものであり運用に関わる課題は特にない JAXA ASTRO-H プロジェクトは衛星の初期運用段階のリスクを過小評価しシステムとしての安全性を欠く結果を招いた運用計画書手順書マニュアル要員の訓練等の運用の準備に対する重要性を過小評価して計画書や手順書の整備や運用訓練が不十分だった 34

35 5. 今後の ISAS プロジェクト運営の改革 35

36 要因と今後の ISAS プロジェクト運営の改革との関係 < 事象の直接的要因 > < フェーズ毎の課題要因 > < 背後要因 > < 対策 ( 手段 )> 1.STT 挙動 2.AOCS 設計 3. 太陽角異常 FDIR 4. 不適切なパラメータ設定 < 設計フェーズの課題 > 安全性を含めたシステムとしてのバランス欠如設計段階での検討不足設計審査会等での懸念事項を網羅的管理不十分 < 製造試験フェーズの課題 > 特に問題なし < 運用フェーズの課題 > 初期運用段階でのリスクの評価が不十分運用準備に対する重要性を過小評価し計画書や手順書の整備運用訓練が不十分 1) プロジェクトチーム体制における不明確さ 2) 役割分担と責任関係が不明確 3) 第三者による確認の仕組みや手法が不十分 1) 安全に運用する意識不足及び体制不備 2) 確実に運用するための基本動作が出来ていなかった 3) 運用よりも開発が優先され運用準備が後回しにされたフロシェクト運営 1.ISAS 内のマネジメントの見直し体制 2. ISAS と企業との役割責任分担の見直し文書化 3. プロジェクト業務の文書化と品質記録の徹底審査 4. 審査 / 独立評価の運用の見直し 36

37 今後の具体的な対策 (1) ISAS プロジェクトマネジメント体制の見直しプロジェクト管理に責任を持つ PM(Project Manager) とサイエンス成果の創出に責任を持つ PI(Principal Investigator) を明確に区別しまたシステム全体を担当するシステムマネージャによる体制を構築し, ミッション達成を確実に行う. (2) ISAS と企業との役割責任分担の見直し大型かつ複雑なシステムの開発を進めるに当たって設計製造の一元的な管理に基づくシステムの安全性を確保するため契約上も実行上も企業との役割分担及び責任関係を明確にしシステムに責任を持つ企業と契約し先端的科学ミッションを確実に実現する運用についても ISAS と企業との役割分担及び責任関係を明確にした体制を構築する (3) プロジェクト業務の文書化と品質記録の徹底 ISAS から企業に提示する要求文書体系 ( 例えば技術仕様書等 ) を抜本的に見直すまた ISAS および企業間で管理の役割分担を明確にした上で両者にてそれぞれの品質記録を徹底する (4) 審査 / 独立評価の運用の見直し審査会を充実 ( 審査の進め方意識向上 ) させ確実にそのフォローをクロスチェックするメカニズムを導入する. 審査会と日々の活動の評価検証を充実させるため独立評価の体制強化を行う特にソフトウェア IV&V 活動を義務化しより確実なミッション達成のためにプロジェクトを技術的に支援する 37

38 6. まとめ 38

39 再発防止対策について直接要因への対策について STT の挙動 AOCS 設計 ( 姿勢異常発生 ) 太陽角異常 FDIR ( 姿勢異常継続 ) への対策についてパラメータの軌道上書き換えへの対策について背後要因を含めた対策について (ISASプロジェクト運営の改革) (1) ISASプロジェクトマネジメント体制の見直し (2) ISASと企業との役割責任分担の見直し (3) ISASプロジェクト業務の文書化と品質記録の徹底 (4) ISAS 審査 / 独立評価の運用の見直し 39

40 直接要因への対策について STT の挙動 AOCS 設計 ( 姿勢異常発生 ) 太陽角異常 FDIR( 姿勢異常継続 ) への対策について設計の詳細についての対策として JAXA 不具合情報システムへその内容を登録する後続のプロジェクトは同システムを利用して適切な設計対処を行うと共に審査会ではその対処状況を確認するパラメータの軌道上書き換えへの対策についてパラメータの書換を軌道上で行う場合には打上げ前に確認されたパラメータで書き換えることを基本とし確認されていないまたは確認できない場合には事前にシミュレータ等による検証を実施してから送信するデータ入力誤りへの対策として開発ツールの流用は禁止し運用ツールの使用を義務化する検証漏れへの対策として,JAXA 及び運用支援業者の双方で, ダブルチェックを含む検証結果や検証行為を確認するプロセスを明確化する 40

41 (1) ISAS プロジェクトマネジメント体制の見直しプロジェクトチーム他部門 Project Manager (PM) PI を兼務サイエンスコミュニティプロジェクト管理者らがサイエンス成果創出の役割も兼ねており衛星の安全性に配慮するシステム設計が十分でなかった Before システム規模が複雑かつ大きくなり管理が行き届かなくなったシステム担当運用担当ミッション担当専任化の不徹底や能力等要件の不明確が見られた After PI と PM を別人とし成果創出と技術的着実性がバランスよく追及される体制とする技術的着実性に責任を持つシステムマネージャや S&MA 担当をプロジェクトチーム内に配置することにより要求以上の要望への適切な対処や AI の確実なフォローを行う All JAXA 体制による強化 ( 全社の知見リソースの活用 ) Project Manager (PM) プロジェクト遂行プロジェクトチーム PM SM PI 等の枢要なプロジェクト要員はその経験や能力等の要件を明確にし専任化率 80% 以上を就任への前提とする他部門 System Manager (SM) 技術的着実性 Principal Investigator (PI) 成果創出サイエンスコミュニティシステム担当運用担当 S&MA 担当ミッション担当 PI: Principal Investigator: サイエンス成果の創出に責任を持つ者 S&MA: Safety & Mission Assuarance: 安全ミッション保証 41

42 ISAS 要求設定 Before After JAXA 要求設定 (2) ISAS と企業との役割責任分担の見直し機器製造企業バス機器ミッション機器機器製造企業バス機器 JAXA へ納入 JAXA へ納入 JAXA へ納入 JAXA へ納入 All JAXA 体制による強化 ( 全社の知見リソースの活用 ) 最先端センサ (JAXA 開発 ) JAXA へ納入 JAXA へ納入 ISAS/ 企業衛星組立システム試験衛星組立企業企業衛星組立システム試験 JAXA End to End 試験 ISAS End to End 試験衛星システム納入打上げ打上げISAS/ 企業衛星初期運用分担担明確化JAXA と企業との役割分担責任関係が不明確なまま開発を進めたケースがあった企業による設計製造の一元的管理に基づくシステムの安全性確保企業はインタフェース要求に合致していることを確認した上で受領する明確化分JAXA 衛星初期運用開発ツールをそのまま活用し手順書も作業訓練も無いケースがあった適切な運用ツールを使用する ISAS 衛星定常運用 JAXA が運用準備状況を最終的に確認していないケースがあったダブルチェックを含む検証プロセスの明確化するコマンド送信の最終責任は JAXA にあると明確化 JAXA 衛星定常運用 42

43 (3) プロジェクト業務の文書化と品質記録の徹底 ISAS 文書企業 ( 要求 ) 口頭会議システム確認書要求 + 設計結果プロジェクトチーム依頼企業記録 Before 位置づけを明確にした文書が制定されず関係者間の認識に違いが生じた設計図面人的ミス検証の漏れを防ぐための品質記録が整備されなかった After All JAXA 体制による強化 ( 全社の知見リソースの活用 ) JAXA からの要求を文書化して明確にする JAXA のコンフィギュレーション管理標準を適用し要求の変更管理を実施する JAXA の品質保証プログラム標準を適用し不具合のフォローアップ作業試験の記録確認を実施する運用関連プロセス ( 指示ダブルチェック報告等 ) を明確化する JAXA 開発仕様書要求文書企業社内規格設計結果設計図面プロジェクトチーム S&MA 担当確認支援承認報告企業記録文書品質記録 43

44 (4) ISAS 審査 / 独立評価の運用の見直し ISAS 独立評価開発完了審査最終審査開発射場作業運用 Before 独立評価チームや S&MA 等の第三者による審査内容の確認が不十分なケースがあった抽出された確認懸念事項について網羅的な管理が十分にできないケースがあった人的ミス検証の漏れを防ぐための運用手順書ツール運用訓練が十分でなかった After 独立評価チームを増員する JAXA のソフトウェア品質保証プログラム標準を適用する Project 自らによる継続的な気づき AI の確実なフォローリスクの管理を行い審査会等で確認する特に打上前の運用準備を確認する審査を徹底し審査の質を確保する ( 説明会分科会を適宜増設 ) JAXA 独立評価増強 JAXA ソフトウエア IV&V 活動義務化開発完了審査最終審査開発射場作業運用 All JAXA 体制による強化 ( 全社の知見リソースの活用 ) IV&V: Indipendent Verification & Validation: 独立検証及び妥当性確認 44

資料3-1　X線天文衛星ASTRO-H「ひとみ」異常事象調査報告書 B改定

資料3-1　X線天文衛星ASTRO-H「ひとみ」異常事象調査報告書 B改定資料 3-1 科学技術学術審議会研究計画評価分科会宇宙開発利用部会 X 線天文衛星ひとみの異常事象に関する小委員会 ( 第 3 回 H28.6.8) X 線天文衛星 ASTRO-H ひとみ異常事象調査報告書 B 改訂平成 28(2016) 年 6 月 8 日国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構本資料における時刻は注記のあるものを除いて全て日本時間 (JST) で記述しております 1