通信衛星コンステレーション・非地上系ネットワーク その1Communication Satellite Constellation : part1

注目される通信キャリアの宇宙開発事業

この記事では、日本の大手通信企業、NTT・KDDI・ソフトバンク・楽天の通信衛星等を活用した非地上系ネットワークと、史上最大の衛星通信ネットワークStarlink(スターリンク)について解説していきます。

最近の宇宙空間を活用した通信には衛星コンステレーション、つまり多数の小型人工衛星が協調動作する大規模なシステムとなることが多く、多額の資金を必要とします。楽天を除く三大キャリアと呼ばれる国内通信企業は豊富な資金力を有しており、大規模な宇宙事業が期待されます。

Starlink

まず通信衛星コンステレーションを語る上で、Starlink(スターリンク)は外せません。スターリンクはアメリカの民間宇宙企業スペースX社が、開発・打ち上げ・運営している世界最大の衛星コンステレーションです。2024年現在、すでに6,000機以上の小型通信衛星を打ち上げ済みであり、他社の追随を全く許していません。

日本国内でもサービスが提供されていおり、通信には小型アンテナが必須ですが、災害時のネットワークとして大変重宝されています。また次世代型スターリンクも開発されており、こちらは携帯端末と直接通信が可能となる見込みで、2024年頃からのサービス開始が予定されています。

NTT

NTTは日本最大の通信事業者です。NTTは2022年、スカパーJSAT(国内最大の衛星通信・放送事業者)と50%ずつ出資して合弁会社Space-Compass社(スペースコンパス)を設立し、本格的に宇宙事業を開始しました。NTTの宇宙事業はこのスペースコンパスが主体となっています。

スペースコンパスはまず、高度36000km付近の静止軌道上に、他の人工衛星と地上局の間をデータ中継する「光データリレー衛星」を展開します。衛星間通信には、従来の電波通信より高速かつセキュアな光通信が使用され、高速なデータ転送が可能になります。衛星-地上間通信には状況に応じて光通信と、地上局上空に雲があっても利用可能な電波通信を使い分けます。

光データリレー衛星1号機として、米スカイルーム社と共同開発した「SkyCompass-1」を2024年末頃に、その後2026年頃までに追加で２機を打ち上げ、サービスを全世界へと広げる計画です。将来的には、地球観測衛星の観測データを静止軌道上の衛星で受信・画像化・解析後、地上に送信する機能を有する衛星の開発・保有も目指しています。

スペースコンパスが主体となる宇宙開発計画で最も規模が大きくなると想定されるのは、低軌道光通信コンステレーション事業です。この事業はNEC・アクセルスペース・NICTと共同で、内閣府の「光通信等の衛星コンステレーション基盤技術の開発・実証」プロジェクトに採択されています。これは低軌道上光通信技術(2～5Gbps以上)を確立、高度1000km付近に多数の中・小型光通信衛星を配備し、地球観測衛星からのデータを迅速に地上局へ伝達する事を目的としています。

この事業では2029年度までに最大で600億円の政府資金が投入され、200kg程度の小型光通信衛星をアクセルスペースが、300～400kg程度の中型光通信衛星をNECがそれぞれ開発し、2026年度頃から順次軌道上に打ち上げられる予定です。将来的には６つ軌道面にそれぞれ16機、計96機光通信衛星による非地上系ネットワークの構築を目指しています。

さらに宇宙空間の下、成層圏にHAPS(ハップス-高高度プラットフォーム)と呼ばれる無人航空機を活用した非地上系ネットワークも構築します。HAPSとは通信基地局機能を搭載した無人航空機で、高度20km前後の成層圏を長期間滞空出来る、空飛ぶ基地局です。特徴として直接携帯端末と通信可能な事、人工衛星より格段に地上に近い高度を飛んでいる為、低遅延通信が可能である事が上げられます。

この事業はスペースコンパス・NTTドコモが主体となり、HAPSにはヨーロッパのAirbus(エアバス)社の Zephyr(ゼファー)無人機をベースに開発が進められており、2024年度頃から試験飛行が開始、早ければ2026年頃から一部離島でサービスが開始されます。

スペースコンパスはこれら静止軌道・低軌道上の光通信衛星や成層圏のHAPSを統合して、非地上系インフラ「宇宙統合コンピューティング・ネットワーク」と呼ばれる、光と電波によるネットワークの構築を目指しています。

他にも、NTTは米アマゾン社が主導する低軌道通信衛星コンステレーションProjectKuiper(プロジェクト・カイパー)にも参画していますが、出資はしておらず、日本の宇宙開発に与える影響は不明です。また2024年07月には、NTT子会社であるNTTデータが地球観測衛星サービスを展開する子会社Marble Visions(マーブルビジョンズ)を設立しています。

主な参考ページ

• NTT C89
• スペースコンパス
• HAPSによるリモートセンシングを用いたMDAシステムと運航管理技術の開発・実証[2024/07/30]
• Kプログラムによる 日本独自の衛星コンステレーション実現について[2023/10/05]
• 低軌道衛星MIMO技術を活用した衛星センシングプラットフォームの軌道上実証への挑戦[2023/02/10]
• 「光通信等の衛星コンステレーション基盤技術の開発・実証」 に関する研究開発構想[2022/10]
• 株式会社 Space Compassの設立について[2022/04/26]
• NTT・スカパーJSATによる宇宙統合コンピューティング・ネットワーク[2021/05/20]
• ビヨンド5G推進コンソーシアム