Human-in-Command (HIC) Orbital Traffic Control System (ATCS-HIC v3.0) for Low Earth Orbit Debris Mitigation: Constitutional Sovereignty Over 12.5-ms Hardware-in-the-Loop Multi-Objective Optimization, Post-Quantum Cryptographic Governance (FIPS 203 ML

Author: Yoko Hasebe (長谷部 洋子) 地球低軌道(LEO)におけるメガコンステレーションの急拡大(稼働衛星16,100〜16,234機、追跡可能デブリ54,000個、1〜10cmの致死的非追跡[LNT]デブリ120万個、ESA環境健全性指数「4」から「50」への急騰)により、人間が手作業で1件ずつ軌道修正を計算する従来の「人間介在型(Human-in-the-Loop: HITL)」管制は物理的限界に達している。しかし、HITLの遅延を解消するためにAIへ無制限の自律権限を委譲すれば、単一事業者優先の近視眼的最適化やアルゴリズム暴走、あるいは特定企業による軌道空間の恣意的遮断を招く。本稿(第213編)は、第212編(23423171)のATCS v2.0を「人間統制(Human-in-Command: HIC)」アーキテクチャ(ATCS-HIC v3.0)へと昇華させ、以下の5大支柱を確立する:(1)HITL(手動介在)からHIC(人間による憲法・境界統治)への転換:12.5ミリ秒の高速反射演算は軌道上FPGA/光イジングマシン(HITLO)に委ねつつ、二次衝突確率の上限(f3 <= theta_ethics = 0.05)とデブリ回収優先権(Phi_PR = infinity)を人間が定めた「改ざん不能な軌道上の憲法(HIC不変集合)」としてハードウェア強制する;(2)2026年ESA/IADC/WEF基準との完全整合性検証;(3)Decoy-state BB84/TF-QKD(QBER閾値 6.91% ± 1.04%)とFIPS 203 ML-KEM-768(不完全数論変換 0.80 us)およびHIC緊急オーバーライド署名;(4)Q-SAFAスマートコントラクトと軌道上金属3Dプリンティング(Laser-Wire DED / 固相TR-AFSD)による人間監査付き軌道循環経済;(5)「暴走しないHICルール駆動型システム」としての一般・児童向け数理同型サイエンス・コミュニケーション。 (English Summary): While legacy ground-based Human-in-the-Loop (HITL) space traffic management cannot react within the sub-12.5-ms window required for 10 km/s LEO conjunctions, unconstrained AI autonomy risks algorithmic collusion and orbital monopoly. Building upon Monograph #187 (23375986, PHC-to-HIC), #211 (23410767), and #212 (23423171), this 213th monograph establishes ATCS-HIC v3.0: humans command the immutable constitutional boundaries (Poisson secondary collision barrier f3 <= theta_ethics = 0.05, ADR priority rights Phi_PR = infinity, and sovereign cryptographic veto keys), while 12.5-ms Hardware-in-the-Loop Optimization (HITLO) executes strictly inside the Human-in-Command safe invariant set. License & Integrity Covenant: Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) with Strict No-Learn Covenant (NLL-v1.0-2026).

Authors

Publication Details

Journal
Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research)
Published
2026-10-16
DOI
https://doi.org/10.5281/zenodo.23423587
Primary Topic
Space Satellite Systems and Control
Type
preprint
Controls
|||
ALL TIME
JAN
FEB
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OCT
preprint

Human-in-Command (HIC) Orbital Traffic Control System (ATCS-HIC v3.0) for Low Earth Orbit Debris Mitigation: Constitutional Sovereignty Over 12.5-ms Hardware-in-the-Loop Multi-Objective Optimization, Post-Quantum Cryptographic Governance (FIPS 203 ML

Yoko(洋子) Hasebe(長谷部)
Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research)
Space Satellite Systems and Control
preprint

Human-in-Command (HIC) Orbital Traffic Control System (ATCS-HIC v3.0) for Low Earth Orbit Debris Mitigation: Constitutional Sovereignty Over 12.5-ms Hardware-in-the-Loop Multi-Objective Optimization, Post-Quantum Cryptographic Governance (FIPS 203 ML

Yoko(洋子) Hasebe(長谷部)
preprint en

Abstract

Author: Yoko Hasebe (長谷部 洋子) 地球低軌道(LEO)におけるメガコンステレーションの急拡大(稼働衛星16,100〜16,234機、追跡可能デブリ54,000個、1〜10cmの致死的非追跡[LNT]デブリ120万個、ESA環境健全性指数「4」から「50」への急騰)により、人間が手作業で1件ずつ軌道修正を計算する従来の「人間介在型(Human-in-the-Loop: HITL)」管制は物理的限界に達している。しかし、HITLの遅延を解消するためにAIへ無制限の自律権限を委譲すれば、単一事業者優先の近視眼的最適化やアルゴリズム暴走、あるいは特定企業による軌道空間の恣意的遮断を招く。本稿(第213編)は、第212編(23423171)のATCS v2.0を「人間統制(Human-in-Command: HIC)」アーキテクチャ(ATCS-HIC v3.0)へと昇華させ、以下の5大支柱を確立する:(1)HITL(手動介在)からHIC(人間による憲法・境界統治)への転換:12.5ミリ秒の高速反射演算は軌道上FPGA/光イジングマシン(HITLO)に委ねつつ、二次衝突確率の上限(f3 <= theta_ethics = 0.05)とデブリ回収優先権(Phi_PR = infinity)を人間が定めた「改ざん不能な軌道上の憲法(HIC不変集合)」としてハードウェア強制する;(2)2026年ESA/IADC/WEF基準との完全整合性検証;(3)Decoy-state BB84/TF-QKD(QBER閾値 6.91% ± 1.04%)とFIPS 203 ML-KEM-768(不完全数論変換 0.80 us)およびHIC緊急オーバーライド署名;(4)Q-SAFAスマートコントラクトと軌道上金属3Dプリンティング(Laser-Wire DED / 固相TR-AFSD)による人間監査付き軌道循環経済;(5)「暴走しないHICルール駆動型システム」としての一般・児童向け数理同型サイエンス・コミュニケーション。 (English Summary): While legacy ground-based Human-in-the-Loop (HITL) space traffic management cannot react within the sub-12.5-ms window required for 10 km/s LEO conjunctions, unconstrained AI autonomy risks algorithmic collusion and orbital monopoly. Building upon Monograph #187 (23375986, PHC-to-HIC), #211 (23410767), and #212 (23423171), this 213th monograph establishes ATCS-HIC v3.0: humans command the immutable constitutional boundaries (Poisson secondary collision barrier f3 <= theta_ethics = 0.05, ADR priority rights Phi_PR = infinity, and sovereign cryptographic veto keys), while 12.5-ms Hardware-in-the-Loop Optimization (HITLO) executes strictly inside the Human-in-Command safe invariant set. License & Integrity Covenant: Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) with Strict No-Learn Covenant (NLL-v1.0-2026).

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