ロケット・衛星

国際航空宇宙展2018 セミナーレポート③ 「打ち上げサービス及び人工衛星の現在そして次世代」

11月28日~30日まで東京ビッグサイトで開催された国際航空宇宙展2018(以下JA2018)。そのうち、宙畑の注目する3つの講演に参加してきました! 全3回の第3回となる今回は、「打ち上げサービス及び人工衛星の現在そして次世代」という講演についてレポートしていきます。

2年に一度、世界各国の航空宇宙産業、研究機関が出展し、展示やセミナー、講演が行われる「国際航空宇宙展」。2018年は11月28日~30日まで、東京ビッグサイトで開催されました(※次回は東京オリンピックと重なってしまう関係で2021年の開催とのことです)。

国際航空宇宙展2018は、3日間の来場者・出展者が延べ約2万7千人と、盛況な盛り上がりを見せましたが、なかでも宙畑が注目したのが、以下3つの講演です。

・宇宙機のスタートアップ企業

・中小宇宙ベンチャービジネス

・打ち上げサービス及び人工衛星の現在そして次世代

全3回の連載レポートとしてお届けする第3回は、「打ち上げサービス及び人工衛星の現在そして次世代」の講演についてレポートしていきます。

(1) JAXA山川理事長による「宇宙産業を巻き込んだ協創」について

JAXA山川理事長の講演では、宇宙産業を巻き込んだ協創についての紹介がありました。

●現在の宇宙産業の状況
山川理事長は、まず講演の中で民間宇宙ビジネスが様々な分野で急拡大、従来の概念を超えるスピード感、資金力で変革が起こっている点について触れました。

具体的には、地球観測を全球で行うコンステレーションや、宇宙輸送のコストダウン、通信の高速化・大容量化、そして資源探査や宇宙旅行などを行う民間宇宙ビジネスが世界各国で活発になっていると指摘。ソフトの面でも衛星データとAIを組み合わせ、新たにビジネスを起こしていく動きがあると言及しました。

欧米露を中心に、政府の民生分野への投資額は年々増加しており、世界で約404億ドルにも上っています。うち、アメリカは51パーセントを占めています。

様々な試算から、今後、宇宙産業の拡大、そして産業基盤を支える宇宙企業による多様な新サービス・事業展開の加速が予測されています。そうした背景のなか、日本で行われている産業振興に向けた取り組みも紹介されました。

●革新的衛星技術実証プログラム
宇宙での使用実績がない機器類は、宇宙機を製造する際に部品として採用されにくいことから、民間企業や大学などが開発した機器や部品、超小型衛星、キューブサットに宇宙実証の機会を提供する枠組み。これにより革新的な技術の実証をサポートし、産業競争力の強化を目指しています。2年に1回の打ち上げ実証を計画しており、実証テーマは通年で公募しています。

●工学試験衛星9号機
将来必要となる技術をJAXAが主導、開発し、宇宙での実証を行うことで国際競争力の確保を目指しています。様々な種類の衛星に共通して必要な、軌道投入のための推進系や電源など機器類「バス機器」に関して、および通信機器についての主に2つの実証を行います。

バス機器については、従来の化学的な推進薬を用いないオール電化の電気推進による軌道投入や軽量かつ大電力な太陽電池、展開型ラジエータなどがあります。そして通信ミッション機器の先進的な開発を総務省、NECなどと協力して行っています。

●新型基幹ロケットH3
次世代の基幹ロケットとして開発しているH3についても紹介がありました。
基幹ロケットには国として宇宙へアクセスできる独立性を保つ役割を果たすと同時に、国際競争力のあるロケット打ち上げサービスを提供することも目指しています。

市場の幅広い利用ニーズに対応する柔軟な打ち上げ能力と世界標準以上の信頼性を確保したうえで、コストをより抑えるべく、現在、開発のピークを迎えているところ。2020年の試験機打ち上げを目指しています。

●J-SPARC
民間事業者のアイデアをベースとしてJAXAが技術面において協力し、事業を行う枠組みです。民間事業者とJAXAが同じ方向を向き、初期段階から協力、事業を取り組んでいくことで、産業を振興する目的があります。

世界における宇宙産業は今後も拡大し、政府としてもリスクマネーの投入や産業振興への本格的な取り組みを開始しました。その背景の中でJAXAも変わり続け、今後も民間事業者の産業振興・支援を行っていくとのことでした。

(2) 三菱重工業 渥美宇宙事業部長による国産ロケットの現状と未来

三菱重工業株式会社の渥美宇宙事業部長によるロケット事業に関しての講演を簡単にまとめます。

●三菱重工業のロケットの現状
ロケットの目的は衛星を宇宙へ運ぶことであり、現在では気象衛星、地球観測衛星、測位衛星などの多様な宇宙利用がなされています。

現在三菱重工業として開発・運用しているのはH2AとH2Bがあります。2001年ごろから運用を開始して、近年は国際基準並みに打ち上げ本数が増えてきたところです。2018年10月には海外衛星の受注としてドバイの衛星Khalifa Satを打ち上げました。

●ロケットの信頼性
このような受注につながったのはH2A、H2Bに対する信頼性の高さが大きく関係しています。

H2A、H2Bロケットの前に開発されていたH2ロケットの主エンジンとなるLE-7エンジンは、開発当初、簡単に割れてしまうことを暗喩して“ガラスのエンジン”とまで言われました。ロケットの信頼性を獲得するのがどれだけ大切で難しいことかということを、いくつかの燃焼実験の失敗を通して感じたそうです。

設計、製造、検査担当者の意識がひとつに向いていることが大切であるとし、互いの作業内容を「知っている」レベルではまだ事足りず、確信をもって作業に当たることが不可欠であり、それには密なコミュニケーションが必要としています。

改修した部品から変化をつかみ、原因の特定、分析・評価を行う普段からの行動が、信頼を支えるものであるとし、必要であれば未然防止のための改善も断行する姿勢が大切としています。

●新型基幹ロケットH3の必要性
現行の基幹ロケットであるH2A、H2Bロケットの課題は、信頼性こそ高いものの、コスト面での国際競争力がいまだ弱い点にあります。

また官需が中心のため、年間の機数が少なく、変動も大きくなってしまうこと。安定生産が望めないため、部品サプライヤが撤退してしまうことも課題として挙がりました。

さらには自国技術で宇宙へのアクセスを可能にする基幹ロケットの役割に加え、技術の伝承、設備投入の面でも新型基幹ロケットが必要との声が挙がりました。

以上を理由に、新型ロケットのプロジェクトが2013年5月に決定。すでに開発は着手され、2020年の初打ち上げを目指しています。

●H3ロケットの新規性
見た目こそH2A、H2Bと大きく変わりませんが、従来の科学技術振興中心のコンセプトから離れ、顧客の声を盛り込み、コストを下げ、国際競争力を高めたいとしています。

組立の自動化、3D造型機の導入で生産の整流化を行い、製造プロセスを革新。注文から打ち上げまでを2年から1年へと大幅短縮することを想定しています。

2020年代にサービスインする競合他社としては、フランスのアリアンスペース社のアリアン6などがあり、それらと戦うのであれば現状の半額程度に目標設定しないと厳しい現状があるのです。

すでに2020年以降の受注に向けた取り組みも行っており、まさに世界の大手商業衛星オペレータとやり取りをしている最中。2016年には、SpaceXの手がけるファルコン9があるためH3は必要ないとインマルサットから通達されたものの、結局は、H3が受注に至りました。

その“乗り換え”には、必要時期に衛星を確実に打ち上げられることが重要であり、パートナーとして長く実りのある関係を継続しH3ロケットによる打ち上げサービスを供給して欲しいとの意向をインマルサット側から要請されています。

最後に、学生に向け、大きなプロジェクトを進めていくためには基礎をしっかりと行うことが大切であるというメッセージで講演を締めくくりました。

(3) 三菱電機株式会社 中畔宇宙システム事業部長による「衛星事業と宇宙利用の将来展望」について

●日本の宇宙産業の変遷と衛星開発
1960年代にスタートし、1970年に日本初の人工衛星「おおすみ」が打ち上げられ、日本の宇宙開発の50年という節目が近づいています。

当時は外国からの技術導入が多く、また’90年代には日米調達合意の影響下で機会減少もあったものの、JAXAの元となったNASDA、ISASを中心に技術開発を行い続け、2000年代には商用衛星業界への参入が始まりました。

そして2010年代以降は、より商用的な利用を促進するために出口戦略を図り、実利用の拡大を目指す潮流が現れています。

●衛星事業への取り組み
三菱電機では通信、観測、測位、国際宇宙ステーションへの輸送船など多くの衛星、宇宙機器を開発しています。軌道上で運用中の衛星は26機にも上り、古くからある衛星メーカーとして実績を積んでいます。

過去全体では衛星システムの主契約者として70機の開発実績を獲得し、海外の衛星に搭載される機器の開発も行っています。

1975年からの打ち上げ機数をみると、’90年代では大きく減少したものの、2000年代では倍増、ようやく世界の衛星メーカーと肩を並べられるところまできました。直近には2017年に5機、’18年に5機の打ち上げを実施しており、機数が増えてきています。

また2019年には同時に18機を生産できる体制に拡大.。そのために新衛星生産棟を建設中とのことです。

●今後の衛星事業の発展に向けた展望
新規ビジネスの創出を目指した衛星事業への展望について、宇宙利用産業、宇宙機器産業別に、それぞれ2点が取り上げられました。

宇宙利用産業の1点目は、準天頂衛星を用いた測位ビジネスの推進です。GPS測位情報を強化する信号により、センチメートル級の測位が可能になります。しかし、この補強信号を受信する受信機と3次元の高精度マップが必要になることから、衛星と合わせたこれら3つの整備を行い、自動運転や建設の自動化、農業の無人化プロジェクトが進んでいます。

宇宙利用産業の2点目は、観測データを活用したソリューションビジネスの展開です。従来はJAXAの主導する基幹衛星が多かったものの、小型衛星のコンステレーションが広がっていくことから、そのデータを用いた災害対応や様々なビジネス展開が試されています。

一方、宇宙機器産業の1点目は、超低高度衛星の開発です。低高度の軌道を回る衛星のため、撮像の解像度が上がったり、軽量でコストの削減が望まれます。

機器産業の2点目は、技術試験衛星9号機の開発です。衛星通信を大容量化するために、重量の多くを占めていた推進薬を削減。電気推進を採用し、そのためにバス機器を大電力化する必要があります。

具体的には、従来三菱電機が開発してきたDS2000バスを進化させ、JAXAと協力のもと、技術試験衛星9号機として開発が行われています。

宇宙産業全体として、急激な変化が起こっているため、持続的衛星事業の発展に向けた開発サイクルが必要であると、まとめました。

(4) まとめ

新興のいわゆるNew Spaceと対比して、JAXA、三菱重工業、三菱電機というOld Spaceと呼ばれる大企業・機関の講演でした。

JAXAはトップダウン構造から脱却し、New Spaceの技術的・人的な支援を行い、広く商業利用を促進する体制を取っていくようです。

また、三菱重工業は国の基幹ロケットという側面、積み上げてきた高い信頼性を残しつつ、激しい国際競争に生き残るために、徹底した低コスト化、競争力強化を図るとしています。

三菱電機も同じく衛星利用・衛星機器産業での国際競争力を強化するべく、設備投資や新規技術の開発を行っていくようです。

いずれの講演者も、急変する宇宙産業の構造の中でどう生き残るのか、どのような役割を果たすべきかが問われているようでした。