STK Cloudからの移行:リンクバジェットとオービット解析の無償代替案

何が起きているのか

Ansysは、STKクラウドが2025年12月31日に廃止されると発表しました。有料サブスクリプションは、2026年3月1日まで終了します。STK Cloudをリンクバジェットやオービットプロパゲーション作業に使用している場合、特にデスクトップのフルSTKライセンスが現実的ではないスタートアップ予算では、移行計画が必要です。

幸いなことに、STK Cloudの最もよく使われている2つの機能には、無償で確実に代替できる機能があります。これらを2つのツールに分けるだけでよいのです。というのも、「すべてが1つのブラウザタブに」というモノリシックなモデルが、STK Cloudの課金対象の一部だったからです。

ここでは、これまで行っていたことを再現する方法をご紹介します。

STKクラウドが最も得意としていた2つのこと

1. ITU-R伝播モデルとのリンクバジェット — 雨のフェード、ガス吸収、雲の減衰、シンチレーション、不確実性に対するモンテカルロ
2. 軌道伝播 — SGP4/TLE駆動のパススケジュール、標高タイムライン、ドップラーカーブ、傾斜範囲対時間。

STK Cloudはこれらを組み合わせて、衛星をクリックしたり、地上局をクリックしたりして、リンクの全予算とパススケジュールの両方を同じビューで確認できるようにしました。デスクトップSTKは引き続きこれを行います。デスクトップシートにお金を払いたくない場合は、ワークフローを分割することになります。

代替品 #1: リンクバジェット

• P.618-13 — 地球空間の傾斜経路における雨の減衰量と、セクション2.5の全損失の組み合わせ
• P.838-3 — 偏光に対する特定の雨量減衰係数
• P.676-12 付録2 — 傾斜経路に沿ったガス吸収 (O2 + H2O)
• P.840-8 — サイトの雲液水による雲の減衰
• P.837-7、P.839-4、P.836-6、P.1510-1、P.1511-1 — サイトの雨量、雨量、水蒸気、地表温度、観測点の高さ
• P.530-17 — 陸路での降雨量の減衰量

伝搬コードはITU-Rpyの移植版であり、0.001% 以内で一致しています。モデル化されていないのは、対流圏シンチレーション (P.618 にはアンテナの直径と効率が必要) と地上のマルチパスフェージングの 2 つで、いずれの結果もモデル化されていません。

さらに、STKクラウドがうまくいかなかった点が加わりました。モンテカルロ信頼帯は、ITU-R予算に関する不確実性モデルで、EIRP、 G/T、ポインティングロス、降雨量、フェージングタームなどが変動します。設計レビューでは、単一ポイントの名目予算よりも p5/p50/p95 マージンの方が有用です。

移行時に保存しておくべきこと

シナリオを STK Cloud から移行する場合は、以下の情報を取り込んでください。1 対 1 で rftools にマッピングされます。

組み込みのキューブサットプリセット

このツールには、ほとんどの STK Cloud cubesat ユーザーが実行したシナリオと一致するプリセットが付属しています。

• アマチュアキューブサット (UHF、AMSAT/SatNOGS) — 437 MHz、9600 ボー BPSK、オムニダイポールグラウンド
• LoRa IoT キューブサット (サブ GHz ISM) — 868 MHz、低消費電力 LPWAN
• LEO S バンドテレメトリ (TT&C) — 2.25 GHz、QPSK 2 Mbps
• LEO X バンド EO ペイロードダウンリンク — 8.2 GHz、150 Mbps 8-PSK
• GEO ブロードキャスト (Ku バンド) — 12.5 GHz QPSK
• LEO Ka バンド HTS ユーザターミナル — 20 GHz 16-QAM
• 5G NTN S バンド (3GPP Rel-17)
• 地上波マイクロ波バックホール — 6 GHz、99.99% の可用性

プリセットの読み込み、1 つまたは 2 つのパラメーターの調整、シナリオ URL のコピー、レビューへの送信。これで、約 30 秒で STK Cloud のリンクバジェットワークフロー全体が完了します。

プログラムによるアクセス用

リンクバジェットスイープ (パラメータ調査、感度分析、CI 統合) のスクリプトを作成する必要がある場合は、ITU-Rpyを直接使用してください。ITU-R 勧告のオープンソースのリファレンス実装であり、ITU 独自のテストベクトルと照らし合わせて検証されています。当社のバックエンドはそれに合致しており、両方を同じ意味で使用できます。

import itur
import itur.models as m

# Ka-band, 35° elevation, temperate maritime
f_ghz = 20.0
el = 35.0
lat = 51.5  # London
p = 0.01  # 0.01% of the year

R_001 = m.itu837.rainfall_rate(lat, 0.0, p=p)
A_rain = itur.atmospheric_attenuation_slant_path(
    lat=lat, lon=0.0, f=f_ghz * itur.u.GHz, el=el,
    p=p, D=0.6 * itur.u.m, hs=0 * itur.u.km,
)
print(f"Total slant-path attenuation: {A_rain:.2f}")

置換 #2: 軌道伝播とパス予測

SGP4駆動のパススケジュール、ドップラーカーブ、スラントレンジタイムラインには、次の2つの階層があります。

既知の衛星のクイックパス

当社の 衛星通過予測器を使用してください。N2YO TLEカタログから、厳選された25のアマチュア/気象/APRS衛星のライブデータを取得し、パスごとの傾斜範囲、FSPL、ドップラーシフト、大気損失を計算します。これは、最も一般的なキューブサットのユースケースで使われていた、STK Cloudの「衛星をクリックするだけで、次のパスを表示できる」UXに代わるものです。

SGP4 の完全スクリプト作成

カスタム TLE、任意のエポック、ロングホライズンプランニング、コンステレーション解析など、それ以外の場合は Python の Skyfieldを使用してください。

from skyfield.api import load, wgs84

ts = load.timescale()
sats = load.tle_file('https://celestrak.org/NORAD/elements/gp.php?GROUP=active&FORMAT=tle')
isoss = {s.name: s for s in sats}
iss = isoss['ISS (ZARYA)']

# Ground station in Boulder, CO
gs = wgs84.latlon(40.0150, -105.2705, 1624)

t0 = ts.utc(2026, 4, 29)
t1 = ts.utc(2026, 4, 30)
t, events = iss.find_events(gs, t0, t1, altitude_degrees=10.0)
for ti, ev in zip(t, events):
    print(ti.utc_iso(), ['rise', 'culminate', 'set'][ev])

スカイフィールドは、古い PyEphem/python-sgp4 チェーンの後継として最も広く使われているオープンソースです。これは、実際に運用している Cubesat チームが地上局のスケジューリングに使用しているものです。NASAのGMAT (汎用ミッション分析ツール) は、ミッション設計に代わる、より重いオープンソースの代替ツールで、無料ですが複雑です。

STK Cloudが行ったことですが、無料のツールでは再現できません

期待値を正直に伝えるには:

• 3D ビジュアライゼーション — STK の 3D ビューアは、無料のエコシステムでは他に類を見ません。Cesium.js + Celestrak TLEは、プレゼンテーション目的で 80% の手段を提供できますが、STK のネイティブレンダリングに匹敵するものはありません。
• 統合レポート — STKのシナリオレポートジェネレータはワンクリックPDFです。CSV エクスポートと Skyfield 出力からレポートを自分で組み立てます。
• コンジャンクション分析 — 異物や衝突物のスクリーニングに STK Cloud を使用していた場合は、別のツール (SOCRATES、または LeoLabs や ExoAnalytic などの商用コンジャンクションサービス) が必要になります。
• RF 干渉モデリング — STKの通信/レーダーモジュールには、ITU-R ノイズ温度モデルが含まれています。ITU-Rpyに手動計算を加えた無償版があります。

80% のケース (定型的なリンクバジェット取引と少数のサテライトのパススケジュール) では、ワークフローを設定すれば無料のスタックの方が実際にはすっきりします。マルチサテライト、コンステレーションスケール、またはビジュアライゼーションを多用する作業の 20% のケースでは、デスクトップ STK ライセンスの料金を支払うか、GMATを評価することになります。

2026 年の移行チェックリスト

1. 2026 年 3 月 1 日より前: 保存したすべてのシナリオを STK クラウドから CSV または PDF としてエクスポートします。
2. 最もよく使われるシナリオを rftools Link Budget Analyzerに再入力し、[シナリオ URL をコピー] を使用してそれらをブックマークします。
3. 軌道作業用: Skyfield (pip install skyfield) をインストールして、衛星の現在のTLEを読み込み、地上局のパスを計算する小さなスクリプトを作成します。
4. 統合ワークフローの場合: GMATシートとデスクトップSTKシートのどちらをチームにとって複雑にする価値があるかを検討してください。
5. 新しいスタックをチームのデザインレビューテンプレートに文書化 — STK のスクリーンショットを rftools シナリオ URL + Skyfield ノートブックのリンクに置き換えてください。

日没日は確定しています。アクセスが重複しているうちに、今すぐ移行を開始してください。