日本の衛星7機、同時打ち上げ――全機が「こちら宇宙」と応答

7機分離、7機から応答

7月7日、米カリフォルニア州バンデンバーグ宇宙軍基地からSpaceX Falcon 9がTransporter-17相乗り便を打ち上げた。全81機の衛星の中に、日本の地球観測衛星GRUS-3Aから3Gまで、ほぼ同型の7機が並んでいた。Exolaunchが打ち上げ管理、機体統合、分離を担当した。

7月8日、Axelspaceは7機すべてから初信号を受信したと発表。10日には、軌道上の健全性を確認するクリティカル運用を全機が完了したと公表した。

打ち上げ、分離、初交信、健全性確認が日常的に聞こえるのは、成功した宇宙運用が難しさを隠すからだ。7機なら、分離不良、電源異常、無線周波数のずれ、機体の回転、ソフト障害の機会も7倍になる。今回は7機すべてが答えた。

「初信号受信」とは何か

ロケットから放出された小型衛星は回転している場合がある。飛行コンピューターを起動し、電力を確保し、太陽電池を展開または太陽へ向け、姿勢を把握し、識別可能なビーコンを送らなければならない。地上局は予想された空域と周波数を探し、数分しかない通過時間に電波を捕まえる。

初信号は、無線、電源、コンピューターが通信できる程度に動いている証拠だ。テレメトリーから電池電圧、温度、回転速度、異常フラグを読み、地上から指令を送り、姿勢安定へ進む。

しかしカメラの焦点、商用品質、毎日の安定配信は証明していない。初交信は新生児の産声であって、卒業証書ではない。

クリティカル運用から初期運用へ

打ち上げ直後は優先順位が急速に変わるため、運用を段階に分ける。クリティカル段階では生存が最優先だ。通信、電源、温度、姿勢制御、指令系を確認し、事前に設定した限界値と7機のテレメトリーを比較する。

次のコミッショニングでは光学センサー、焦点、姿勢精度、画像の幾何・放射補正、大容量データの保存とダウンリンクを試験する。7機を意図した軌道配置へ広げ、別々の宇宙機を一つのサービスとして動かす。

7機で商品がどう変わるか

地球観測衛星は秒速数キロで進みながら、地表の細い帯だけを見る。目標上空を通過しても雲があれば見えず、災害が起きた時にはすでに通過後かもしれない。衛星群は観測機会を増やす。

AxelspaceはGRUS-3の7機により、北緯25度以北で同一地点を1日1回観測できる体制を目指す。毎日再訪は連続動画でも、毎日必ず雲のない画像でもない。軌道幾何上、ほぼ毎日撮像の機会があるという意味だ。

農作物の変化、工事進捗、洪水、山火事跡、違法伐採、港の混雑などを、事態が動いている間に比較できる。価値は一枚の最高解像度写真より、同じ条件で繰り返し測ることから生まれる場合が多い。

光学衛星と雲という宿敵

GRUSは太陽光の反射を記録する光学観測で、人が理解しやすい画像を作り、地図、農業、変化検出に向く。一般に昼間と晴天が必要で、可視光に雲は不透明だ。

だから再訪頻度が重要になる。観測機会が増えれば晴れ間を捕まえる確率が上がる。合成開口レーダーは夜間や雲越しに観測でき、光学は自然な色・スペクトルと分かりやすい細部に強い。両者は競合だけでなく補完関係にある。

顧客が買うのは美しい写真だけではない。植生がどこで変化したか、建物が何棟増えたか、道路が復旧したかという、較正データから得る答えである。

7機に載ったニコンの目

Axelspaceは5月、7機にニコン製望遠鏡を搭載すると発表した。これは宇宙だけでなく日本の産業史の物語だ。カメラ、レンズ、精密加工、計測の蓄積が小型衛星へ向かう。

宇宙望遠鏡は打ち上げ振動、真空、加熱と冷却を繰り返しても光軸を保つ必要がある。軌道上にレンズを拭き、ピントリングを回す技術者はいない。画質は光学系、検出器、構造安定性、姿勢制御、地上処理が一つの装置として働いて初めて生まれる。

専門部品と標準化バスを組み合わせれば、すべてを自社開発せずに開発期間を縮め、産業品質を維持できる。

大学衛星からAxelGlobeへ

Axelspaceは2008年、日本の大学小型衛星運動、特に東京大学周辺の技術者を基盤に設立された。小型で低価格な衛星なら開発期間を縮め、従来の大型衛星を買えない顧客にも宇宙を開けるという思想だった。

初期のWNISAT級衛星、受託小型衛星を経て、2018年に最初のGRUS地球観測衛星を打ち上げた。AxelGlobeは衛星、地上運用、画像を継続サービスとして提供する仕組みである。

GRUS-3は一機を作る実証から、同型機を製造・運用する産業への移行だ。7号機は1号機の7倍の発明を必要としないが、同じ厳格さで試験しなければならない。

相乗りが衛星群を民主化した

かつて小型衛星は政府ミッションの余剰枠を待つか、専用ロケットを購入した。SpaceX Transporterは太陽同期軌道への定期相乗りを提供し、多数顧客が費用を分担する。

Transporter-17には商業、政府、大学などの衛星が集まった。Exolaunchは19機のマイクロ衛星と30機のCubeSatを含む49機を顧客向けに分離し、ミッション全体では81機が搭載されたとする。同社は搭載枠、物流・通関、ロケット統合、低回転で放出する分離装置まで担当した。

相乗りは価格と日程の壁を下げるが、軌道と日時の自由を減らす。顧客は共通軌道を受け入れ、推進系や自然な軌道ずれで配置を作る。

見えない「地上の衛星群」

衛星はシステムの半分にすぎない。低軌道衛星が一つの地上アンテナから見えるのは短時間だ。7機なら交信、指令、画像データも増え、地上設備がボトルネックになる。

Axelspaceは打ち上げ前、ノルウェーKSATとの提携を拡大した。KSATliteは小型衛星・コンステレーション向け自動地上局サービスで、分散局により撮像後の早い受信と冗長性を得る。

顧客依頼を受け、軌道、太陽、雲予測、他の依頼を確認し、計画を送信する。衛星が姿勢を変え、撮像し、保存し、ダウンリンクし、地上で補正して届ける。「毎日観測」はこの鎖全体の約束だ。

一つの艦隊か、七つの問題か

衛星群には自動化が不可欠だ。運用者がすべての通過と指令を手作業で計画できない。ソフトウェアが撮像、通信、異常検知、優先順位を管理する。一方、一つのソフト欠陥を全機へ複製する危険もある。

同型設計は量産効果と共通原因故障を同時に生む。弱い部品、ファームウェア欠陥、較正ミスが共通なら規模が問題を増幅する。更新を段階的に行い、誤指令から戻れるセーフモードが必要だ。

顧客が見るのは一機の故障より、衛星群全体の利用可能能力である。一機が休んでも他機が補う冗長性は商品の強みになる。

混雑する地球観測市場

AxelspaceはPlanet、Maxar、BlackSky、Satellogic、ICEYE、Synspective、QPS研究所、各国機関と競う。解像度、波長、再訪、納期、緊急撮像、価格が異なり、一つの数字だけで有用性は決まらない。

日本の製造品質、増強する光学衛星群、地域提携、使いやすいデータサービスを組み合わせることが機会になる。サウジアラビアやアフリカ、地図利用機関との連携は市場が世界にあることを示す。課題は、資本集約的な衛星を陳腐化前に継続収益へ変えることだ。

持続可能性も設計の一部

7機の打ち上げは、将来7機を処分する責任も生む。低軌道は共有環境であり、衝突を避け、寿命後に長期デブリを残さない必要がある。

Axelspaceは大気抵抗を増やして軌道離脱を早める展開膜D-SAILを研究してきた。NASAの小型宇宙機技術資料もこの取り組みを紹介する。持続可能性は理念だけでなく、免許、保険、顧客・政府の信頼に直結する。

「成功」を宣言する前に見るもの

次の節目はビーコンではない。初画像、放射・幾何較正、大容量ダウンリンク、軌道配置、GRUS-3商用サービス開始を確認したい。その後は季節や雲の条件を越えた納期と品質を見る。

Axelspaceは最も危険な最初の数分と数日を通過した。7機は一緒にカリフォルニアを発ち、7機すべてが地球へ応答した。より難しい成果は今後何年も静かに続く——7つの声が毎日、顧客の問いに答えることである。