LEOにおける複数デブリ除去ミッションの最適計画:共楕円遷移と燃料補給を考慮した深層強化学習アプローチ
Optimal Multi-Debris Mission Planning in LEO: A Deep Reinforcement Learning Approach with Co-Elliptic Transfers and Refueling
低軌道での複数デブリ除去ミッションにおいて、共楕円マヌーバと燃料補給を組み込んだ枠組みを提案し、Masked PPOによる強化学習が貪欲法やMCTSより効率的に多くのデブリを訪問できることを示した。
詳しい要約
1. どんなもの?
2. 先行研究と比べてどこがすごい?
3. 技術・手法の肝は?
4. どうやって有効だと検証した?
5. 議論はある?
6. 次に読むべき論文は?
※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。
著者: Agni Bandyopadhyay, Gunther Waxenegger-Wilfing
分類: cs.LG, cs.RO, physics.space-ph
原文アブストラクト
This paper addresses the challenge of multi target active debris removal (ADR) in Low Earth Orbit (LEO) by introducing a unified coelliptic maneuver framework that combines Hohmann transfers, safety ellipse proximity operations, and explicit refueling logic. We benchmark three distinct planning algorithms Greedy heuristic, Monte Carlo Tree Search (MCTS), and deep reinforcement learning (RL) using Masked Proximal Policy Optimization (PPO) within a realistic orbital simulation environment featuring randomized debris fields, keep out zones, and delta V constraints. Experimental results over 100 test scenarios demonstrate that Masked PPO achieves superior mission efficiency and computational performance, visiting up to twice as many debris as Greedy and significantly outperforming MCTS in runtime. These findings underscore the promise of modern RL methods for scalable, safe, and resource efficient space mission planning, paving the way for future advancements in ADR autonomy.
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