アルテミス級ミッションスレッドの月のセグメント

四つのシナリオ種別で、いずれも mission-thread インターフェース（src/mission_thread/）のフェーズ種別でもあります。月周回軌道でのランデブーから着陸、月面滞在、軌道への上昇による帰還まで、南極域の月ミッションにわたる航法・タイミング誤差バジェットを引き継ぎます。ここにあるすべての数値は MODELLED です：ILLUSTRATIVE な入力を持つ明示したモデルであり、いかなるミッション、システム、地点についての記述でもありません。「アルテミス級」はミッション構想の一つのクラスを指す名称にすぎず、いかなる機関のデータ、成果物、推奨も使用しておらず、主張もしておらず、ここにあるものはいずれの機関とも提携していません。助言用ソフトウェアであり、認証を受けた航法装置ではありません。Kshana は何も送信せず、ハードウェアも駆動しません。

各コアは (config, entry state, thread context) の関数です。単独実行では、既定の入口（月心慣性系の共分散 100 m と 0.1 m/s、1 マイクロ秒の LTC 時計）と既定のエポック 2028-01-01 を構築し、スレッド実行では前のフェーズから入口を受け取ります。座標系と時間系の変換、および引き継ぎ規則の適用を行うのはコアではなくスレッドです。フェーズのラッパーが、スレッドの変換を通じて、入口の状態を Mci（月面マップでは Mcmf）と LTC 時計に変換し、その変換の行をフェーズのバジェットに加えます。スレッドが変換できない座標系や時間系（たとえば ITRF）は、スレッドのメッセージとともに拒否されます。直接呼び出されたコアが使えない座標系を渡された場合も、理由を添えて拒否します。フェーズが共分散をリセットすることはなく、終了時点のものを引き継ぐだけです。

各フェーズの働き#

lunar-orbit-rendezvous#

二機の機体、チェイサーとターゲットが、クレートの月力モデル（重力場と、第三体としての地球と太陽）のもとで同じ軌道を飛びます。弧全体にわたるバッチ Gauss-Newton 推定が、次の情報から両機の初期状態を復元します：

• ILLUSTRATIVE な LCNS 級の中継衛星群（月の裏側に隠れた中継衛星は除外し、四つ必要）から機体ごとに得る絶対位置フィックス。その白色成分は、指定した C/N0 での AFS パイロット（BPSK(5)、5.115 Mchip/s）に対するコード追尾下限に、DOP の余因子を掛けたものです。
• すべてのフィックスに乗る持続的な信号空間誤差：中継衛星の誤差は数時間の弧にわたっても平均化されて消えないため、定数の位置バイアスとして扱い、一つは両機に共通（分散の common_mode_fraction、既定値は 0.9、ILLUSTRATIVE）、もう一つは機体ごとに独立とします。定数バイアスには平均化の効果がなく、これは保守的な見方です。
• 同じ信号から、それ自身の C/N0 で得るクロスリンク測距。

報告するのは、ターゲットの局所軸における相対位置・速度誤差の形式値とモンテカルロ値、両機でフィックスが得られたエポックの割合、相対状態の正規化推定誤差二乗（NEES）の平均とその期待値 6、重力調和項を無視した場合の相対ドリフト、円軌道の場合の閉形式の Hill（Clohessy-Wiltshire）チェック、信号のみの数値と並べたスレッドの sensors.rs の終端相対センサーモデル（ILLUSTRATIVE なパラメータ）、そして終了時点のチェイサーの 6x6 共分散です。

結果が示すこと。信号だけでは、クロスリンク測距が視線方向の相対位置を決めますが、それと直交する方向の相対位置は、独立した信号空間誤差と力学が与える情報によって制限されます。ドッキングには相対センサーが必要で、relative_sensors の行は、スレッドの各センサーモデルがどの距離から信号を上回るかを示します。結果は、真値と推定器が力モデルを共有していることにも依存します。point-mass 推定器オプションは、調和項を無視した場合のコストを示しますが、その実行が整合的になることは想定していません。

このフェーズは自身の公称軌道（orbit フィールド）を飛ぶため、入口の位置・速度ベクトルは使わず、共分散、座標系、時計だけを使います。スレッドのイベントがその旨を示します。

lunar-descent#

水平軸ごとに、入口の共分散と IMU から、五状態の慣性誤差モデル（位置、速度、加速度計バイアス、姿勢の傾き、ジャイロバイアス。降下時の比力で駆動）を作り、そのうえで、有効にした補助手段に対する逐次フィルターを適用します：

• AFS フィックス：平坦なマスクより上に見える中継衛星から、ENU の DOP 余因子にユーザー距離誤差を掛けて求めます。standalone は信号空間誤差を使い、differential は lunar-differential-pnt の補正リンク残差を使います。ちょうど三つの中継衛星が見えている場合は、時計は推定ではなく補助され、フィックスは c sigma_t を伴います。月時刻がフィックスに入るのはここです。
• 地形相対フィックス：terrain-nav は、合成起伏と地球のメートルスケール（代替物であり、南極域の起伏ではありません）に対して、クレートの TERCOM/SITAN マッチャーを走らせます。lola-crlb は、地点にある実際の LOLA DEM の標高窓をマッチングする場合のクラメール・ラオ下限（I = sum(grad h grad h') / sigma_h^2）を使い、起伏が一方向にしか制約を与えない場合（開口問題）にはフィックスを主張しません。
• 月時刻：フィックス時点の時計誤差は、入口の時計、同期からの増大、そして lunar-time-offset の LTC-TT 項を合わせたものです。lunar_time_mode = "tt" では機体は TT で時を刻み、蓄積したオフセットは補正されないバイアスになります。"ltc" では、期間にわたる、公表された一日あたり 56 から 59 マイクロ秒の帯域の不確かさだけが残ります。タイムタグ誤差は、フィックスを軌道に沿って v_h(t) sigma_t だけ動かします。

着陸分散は、接地時の航法誤差に、独立した誘導項（guidance_sigma_m、ILLUSTRATIVE、既定では軸あたり 20 m）を加えたものです。ablation の表は、補助手段のあらゆる組み合わせを実行します。楕円はモンテカルロで較正します（シミュレートした着陸のうち 3-sigma の輪郭の内側に入る割合を、2-D ガウス分布が与える 98.9 % と比べます）。

注意して読んでください。既定の分散は、仮定した誘導項に支配されており、南極域のどの地点でも中継衛星の幾何はほぼ同じなので、地点間の差はほとんどありません。月時刻は、タイムタグ付けを通じてはほとんど影響しません（150 m/s に数マイクロ秒を掛けても ミリメートル未満です）。影響が出るのは、幾何が劣化して中継衛星が三つになったときです。

lunar-surface#

地点と季節（エポックとその後の時間窓）ごとに、中継衛星による測位（マスクと地点の地形の地平線より上に四つ以上の中継衛星が見え、PDOP がしきい値未満であること。moonlight-service-volume と同じ関数とコンステレーションを使い、単一地点の結果はその数値とビット単位で一致します）、地球と太陽が地平線より上にあるか（解析的な太陽、月、月の向き。秤動を含みます）、そしてタイミングの可用性（中継衛星または地球が見えること）を、どちらも見えない最長の区間とともに求めます。このモデルでは、中継衛星の数値は季節で変わりません（ケプラー軌道の群、平均自転）が、地球と太陽の数値は変わります。フェーズは共分散をそのまま引き継ぎ、時計をタイミングの下限（ILLUSTRATIVE、50 ns）に規律して、持ちこたえなければならないのは最長のタイミングの空白だけにします。

lunar-ascent#

降下の五状態モデルを、地表の状態から地点の三軸すべてに適用し、明示した間隔での AFS フィックスを同じ月時刻の扱いで取り込み、投入時の 6x6 位置・速度共分散の全体（各軸の位置・速度の相関を保ったもの）を引き継ぎます。エンジン停止時の分散は機体の位置を動かすもので、航法共分散と並べて報告しますが、引き継ぎはしません。誤差は打ち上げ地点の軸で保持し（ダウンレンジの曲率なし）、公称の出口状態は代替物であり、結果となるのは共分散だけです。

文書がフェーズを記述する方法#

スレッドでは、フェーズの [phase.model] テーブルは単独シナリオ自身のテーブルと同じです。フェーズの長さはスレッドの duration_s です。自身の長さのキー（arc_s、descent_s、stay_days、ascent_s）も記述するモデルは、それと一致していなければフェーズが拒否され、キーを省略したモデルはスレッドの値を使います。シードは、スレッドの、ID をキーとするフェーズのシードなので、同じ ID とスレッドのシードのもとで単独実行したフェーズは、スレッドの中で返すのと同じ数値を返します。綴りを誤ったモデルのキーは、無視されず拒否されます。フェーズ間の引き継ぎと、それに必要な座標系・時間系の変換（月心慣性系と月固定系、地球から月、LTC のペア）は、スレッドが担います。

エビデンス#

設計、入力、合格基準は、いかなる実行よりも前に xval/mission-thread-lunar/PREREGISTRATION.md で固定されました。日付入りの六つの修正があり、それぞれがファイル内で開示されています。すべての合格基準の判定は、未達や推定器の履歴も含めて xval/mission-thread-lunar/RESULTS.md にあります。

• A1（LRO の再構成軌道に対する伝播器、24 h）：MET。最大 3 次元差は 33 m（基準 500 m）、半径方向の RMS は 2.4 m（基準 60 m）。
• A2（同じ伝播器を、CAPSTONE の近直線ハロー軌道に対して、6.5 日の一周にわたって比較）：NOT MET。終端位置の差は 136.8 km（基準 25 km）、接触近点半径の差は 28.4 km（基準 10 km）。原因は特定できませんでした（候補は、省略した放射圧とアルベド、軌道の初期状態への感度、解析的な地球・太陽の級数です）。この行は MODELLED のままです。
• この二つの行は、月の種別が共有する伝播器を検証するものです。航法フィルター、信号、バジェットは検証しておらず、ここにある他のものに外部のオラクルはありません。

それ以外はすべて MODELLED であり、種別の整合性チェック（事前登録の B1 から B8）は、実装を、月ではなく、その実装自身が明示したモデルと照合して検証するものです。