衛星インターネットコンステレーション

衛星インターネットコンステレーションは、衛星インターネットサービスを提供する人工衛星のコンステレーションです。特に、この用語は、 低遅延、高帯域幅（ブロードバンド）インターネットサービスを提供するために低軌道（LEO）を周回する新世代の非常に大規模なコンステレーション（メガコンステレーション^[1]と呼ばれることもあります）を指すようになりました。^{[2] 2020年現在、世界中の農村部の世帯の63％は、地下ケーブルと}ネットワークタワーのインフラストラクチャ要件によりインターネットにアクセスできません。衛星インターネットコンステレーションは、カバレッジを拡大するための低コストのソリューションを提供します。^[3]

より限定的な衛星インターネットサービスは、静止軌道を周回する静止通信 衛星を通じて何年も前から利用可能であったが、これらは帯域幅がかなり限られており（ブロードバンドではない）、遅延が大きく、比較的高額な料金で提供されていたため、提供されるサービスに対する需要は非常に低かった。^{[4] [5] [6]}

1990 年代には、 Celestri (63 基の衛星) やTeledesic (当初 840 基、後に 288 基の衛星)など、いくつかの LEO 衛星インターネット コンステレーションが提案され、開発されました。これらのプロジェクトは、2000 年代初頭にIridiumとGlobalstar の衛星電話コンステレーションが破産した後、中止されました。

2010年代には、宇宙への打ち上げコストの低下とブロードバンドインターネットアクセスの需要の増加により、衛星インターネットコンステレーションへの関心が再燃しました。インターネット衛星コンステレーションは、 OneWeb（OneWebコンステレーション）^{[7] [8]} SpaceX（Starlink）^{[9] [10]} Amazon（Project Kuiper）^{[11] [12]} Samsungとロシアのロスコスモス（Sfera）^{[13] [14]}中国（Hongwan、2018、^[2]または国家衛星インターネットプロジェクト、2021）などの民間企業によって計画されています。^[15] 2018年後半までに、2019年から2025年の間に18,000基以上の新しい衛星を打ち上げ、LEO軌道に配置することが提案されました。^[2]これは、2018年3月時点で宇宙にあるすべての稼働中の衛星の合計の10倍以上の衛星数です。2020年までのより最近の提案では、その数は10万を超える可能性があります。^[16]

最初の衛星インターネットコンステレーション（2019年後半に打ち上げが始まり、2020年後半にネットワークのベータテストを開始したStarlink、2020年上半期に衛星の展開を開始したOneWeb）の配備開始から1年後、既存の衛星会社のビジネスモデルに対する競争上の混乱がよりよく理解され始めました。2021年初頭、それまで民間資金によるブロードバンド衛星インターネットコンステレーションの開発と配備を避けていた欧州の3大衛星事業者であるSES、Eutelsat、Hispasatは、欧州連合も政府資金を投資するのであれば、そのようなプロジェクトの開発に投資する用意があると欧州委員会に通知しました。^{[17] 3社はいずれも以前は}GEOおよびMEO軌道 からの通信サービスの提供に重点を置いていましたが、新しい衛星インターネットプロバイダーはLEOのみでコンステレーションを配備してきました。^[17]

2018年、ロシア政府は162機の衛星からなるSfera（Sphere）衛星群計画を策定し、ブロードバンドインターネット接続、メッセージ中継、ビデオ放送、リモートセンシングサービスを提供した。2022年10月には、Skif-Dテクノロジーと呼ばれる実証衛星が打ち上げられた。^[18]

提案されているシステムは、衛星の数、軌道の種類、通信アーキテクチャ（特に衛星間リンクの有無）が大きく異なります。システム設計は、統計的手法とシミュレーションを使用して分析され、総スループットを推定しています。^[19]特に難しいのは、ネットワークの動的な性質です。LEO衛星は通常、特定の場所を10分未満で通過します。^[20]

大陸間距離（約3,000 km以上^[21] ）では、LEO衛星インターネットネットワークは光ファイバーリンクよりも低遅延を提供できると予想されています。 ^{[22] [21] [23]}これは、衛星間リンクがなくても、地上局リレーのみを使用しても維持されると予想されています。^{[24] [25]}新しいネットワークは、「多くの設定で今日のISPと潜在的に競合できる」と言われています。^[21]

批評家たちは、天文学に対する光害の増加、衛星の衝突による宇宙ゴミの発生の可能性の増加、そしてより一般的には、宇宙ゴミとなる衛星の増加に伴う寿命末期の清掃不足に反対している。^{[26] [27]}

天文学者たちは、低軌道での衛星利用の増加が、ヴェラ・C・ルビン天文台の「宇宙と時間の遺産調査」プロジェクトで使用されている8.4メートルのシモニ・サーベイ望遠鏡^[28]などの超広角画像露出を使用する超大型望遠鏡に及ぼす潜在的な影響を研究してきた。彼らは、夜の最初の数時間と最後の数時間に露出の30～40％が損なわれる可能性があることを発見した。^[29]ある研究では、薄暮観測はSCの影響を特に受け、薄暮時に撮影された縞模様の画像の割合は、SpaceXスターリンク衛星により、2019年後半の0.5％未満から2021年8月の18％に増加していることが判明した。^{[30]天文学者たちは、衛星インターネットコンステレーションが}電波天文学に与える影響についても懸念を表明している。^[31]

光害がさまざまな場所、コミュニティ、先住民、その他の観測形態にどのような影響を与えるかを判断するには、追加の研究が必要です。

2020年のSATCON1ワークショップの報告書では、大規模な衛星群の影響が一部の天文学研究活動に深刻な影響を及ぼす可能性があると結論付けられ、天文学への被害を軽減する6つの方法が挙げられています。[ ^{32] [33]} 2022年、IAUは、そのような有害な影響を軽減するための対策を調整または集約するために、衛星群干渉から暗く静かな空を保護するセンターを発表しました。 ^{[34] [35] [36]} AASは、この分野の最近の進歩を追跡する生きた文書を維持しています。^[37]

宇宙ゴミ軽減に関する国連ガイドラインとISO規格24113は、組織に対し自主的に以下のことを「奨励」している。^[27]

• 通常業務中に放出される破片を制限する
• 軌道上での破片の落下の可能性を最小限に抑える
• ミッション後の廃棄
• 軌道上衝突の防止

ある研究は、政策がデブリ軽減と宇宙の持続可能性という目標の達成に役立つ可能性があることを示唆している。^[27]科学者チームは、地球の周りの軌道空間を「追加の生態系」または「人間の環境の共通の部分」として扱い、地球上の海洋などと同じ懸念と規制の対象となるべきであり、真のコストとリスクの現在の自由な外部化を規制するガバナンスの理論的根拠を概説した。この研究は、「国家レベルおよび国際レベルでの新しい政策、規則、規制」が必要であると結論付けている。^{[39] [38]}

2022年現在、世界の宇宙活動はいかなる国際機関によっても十分に形作られておらず、そのため「世界の宇宙活動を統制する共通のルールはなく、宇宙ミッションの完了時にハードウェアを適切に処分するためのメカニズムもありません。また、軌道上にすでに蓄積されている数十年分の宇宙ゴミを除去するための協調的な取り組みもありません。」^[40]

LEO、MEO、GEOには多くの衛星事業者が存在します。ネットワークのネットワークであるインターネットと同様に、異なる事業者の衛星ネットワークも衛星ネットワークの連合ネットワークを形成することができます。^[41]

• グローバルスター— 衛星電話と低速データ通信用の 24 基の低軌道 (LEO) 衛星の運用衛星群で、世界の陸地のほとんどをカバーしています。第 2 世代衛​​星群の打ち上げは 2013 年 2 月 6 日に完了しました。
• イリジウムは、極軌道上の66基の相互接続された衛星群で、地球の表面全体に衛星電話と低速データサービスを提供するために使用されます。通信衛星の第2世代コンステレーションであるイリジウムNEXTは、2019年1月11日に完成しました。
• Orbcomm — 高度775kmの軌道を周回する29機のLEO通信衛星群から、世界的な資産監視およびメッセージングサービスを提供する運用衛星群。
• スターリンク— SpaceXが2020 年代半ばまでに複数の軌道シェルに約 12,000 基の衛星を展開し、高速インターネットを提供する衛星群開発プロジェクト
• Lynk Global — 従来の低価格モバイルデバイスをカバーすることを目的とした衛星から携帯電話への衛星群
• Viasat, Inc. — 固定アンテナ、地上移動アンテナ、空中アンテナを提供する現在のブロードバンド衛星プロバイダー
• OneWebコンステレーション— 648基の衛星ネットワークは2022年後半までに完成予定
• プロジェクト・カイパー- アマゾンの衛星群は3つの軌道シェルで運用される3,236機の衛星で構成される
• O3b mPOWER - 2024年に開始されるサービスで、地球のほとんどの地域をカバーします。衛星はボーイング社によって製造されました。
• 中国国有衛星群（チャイナサット）—中国政府が所有する運用中の衛星インターネット群。^{[42] [43]}
• AST SpaceMobile — 既存の改造されていない携帯電話に世界中で5Gサービスを提供する衛星から携帯電話への衛星群^[44]
• G60/千帆は上海スペースコム衛星技術（SSST）が開発したメガコンステレーションプロジェクトで、2030年までに14,000基の衛星を展開する予定です。第一段階は、地球規模のカバレッジを提供する1,296基の衛星で構成され、そのうち648基は2025年末までに打ち上げられ、地域ネットワークカバレッジを提供します。最初の打ち上げは2024年8月6日でした。 ^[45]、第2バッチの衛星は2024年10月15日に打ち上げられました。

• Sfera — ロシア連邦の衛星群プロジェクト。最大 640 基の衛星を計画。2022 年 10 月 23 日に試験打ち上げ。
• 衛星による回復力、相互接続性、セキュリティのためのインフラストラクチャ（IRIS²）— 2027年までに欧州連合によって展開される予定の多軌道衛星インターネットコンステレーション。 ^[46]
• ライトスピード -テレサットによるブロードバンド衛星群。2026年から展開予定。

• Teledesic — かつて（1990年代）ブロードバンド衛星インターネットサービスを実現したベンチャー企業

• 衛星ナビゲーション
• 衛星群
• 光害
• 双方向通信衛星群
• 衛星インターネットアクセス