小型衛星の利点
小型衛星はスモールサットとも呼ばれ、従来の大型衛星に比べていくつかの重要な利点があります。基本的なレベルでは、スモールサットは大型衛星よりも軽量で複雑ではありません。重量が 500 キログラム未満であるため、より迅速に製造でき、より小型のロケットでより安価に打ち上げることができます。これにより、より低コストで宇宙へのアクセスが向上します。さらに、スモールサットは、複雑でないシステムの設計、構築、テストに必要な時間と費用が少ないため、開発サイクルが短くなります。また、サイズがコンパクトなため、市販の電子機器を使用して大量生産できます。このモジュール方式のアプローチにより、製造プロセスが合理化されます。
従来は新技術のテストベッドと見なされていましたが、現在では小型衛星は単独で重要な宇宙ベースのアプリケーションを可能にしています。製造コストと打ち上げコストが低いため、新しいミッションのためにスモールサットの大規模なコンステレーションを展開することが経済的に実行可能です。この分散型アプローチにより、(
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)単一の大型衛星に依存するよりも回復力が高まり、1 つの衛星が故障しても複数のスモールサットが互いにバックアップできます。スモールサットは、地球観測、通信、技術デモンストレーションなどのサービスを提供するメガコンステレーションを形成するのに最適です。全体として、スモールサットは手頃な価格、タイムリーな可用性、規模を兼ね備えており、これまでにないほど宇宙へのアクセスを可能にします。
新しい地球観測機能
地球観測は、スモールサット革命の大きな成功の 1 つです。スモールサットの低軌道コンステレーションは、現在、高解像度で地球全体を毎日撮影できます。たとえば、Planet は 150 機を超えるスモールサットを運用し、農業、地図作成、環境監視、災害対応に役立つスカイスキャン画像を提供しています。同社の Flock 衛星の重量は 1 機あたり 10 キログラム弱です。BlackSky などの他の企業は、1 日に複数回、迅速に場所を再訪することで監視機能を提供しています。これらのコンステレーションにより、これまでよりもタイムリーかつ手頃な価格で画像にアクセスできるようになります。
グローバルな画像データセットの蓄積は、商用地理空間分析の台頭にも役立ちます。企業は、衛星画像に機械学習を使用して、サプライチェーン、インフラ、自然災害の監視などの用途に役立つ情報を抽出しています。小型衛星による画像撮影は、作物の健康状態、水分レベル、害虫/病気の発生に関する超ローカルなデータを栽培者に提供することで、精密農業をさらにサポートします。これらのサービスは、少数の大型衛星から提供することは現実的ではありませんでしたが、小型衛星が地球観測に革命をもたらしたことを示しています。小型衛星の増え続ける衛星群は現在、ほぼ全陸地を毎日撮影し、この重要なデータソースへのアクセスを民主化しています。
新しい通信の可能性
通信の分野では、小型衛星はデジタルデバイドの解消を含むグローバルな接続の拡大に大きな役割を果たしています。SpaceXのStarlinkやAmazonのKuiperプロジェクトなどのベンチャーでは、数百、数千もの小型衛星の大規模な衛星群を使用して、手頃な価格の衛星インターネットアクセスを提供しています。1機あたりわずか227キログラムのStarlink衛星は、SpaceX独自の再利用可能なロケットを使用して迅速に生産および打ち上げることができます。まだ導入の初期段階ではありますが、これらのメガコンステレーションは、世界中の最も遠隔地にも高速ブロードバンドを提供できる可能性があります。人口密度の低さやインフラの課題により、従来のケーブルやモバイルネットワークの導入が困難だった場所でも、アクセスを変革できる可能性があります。
単一のスモールサットや小さなコンステレーションでも、広域サービスを提供しています。たとえば、HySpecIQ は、アフリカとアジアの 300 万平方キロメートルにわたって IoT やその他のデバイスに接続を提供する高度なアンテナを搭載した JY1-S スモールサットを開発しました。地上のモバイルネットワークが拡大し続ける中、特殊なスモールサットは、海や極地など、携帯電話が経済的に到達しにくい場所で、カバレッジのギャップを埋めたり、補完的なインターネット接続を提供したりすることに集中できます。スモールサットは、技術のテストベッドとして機能し、従来のシステムが中断されたときに緊急通信を容易にすることで、重要な政府用途も可能にします。全体として、スモールサットの低コストパラダイムにより、通信メガコンステレーションと独立系ベンチャーはどちらも、以前は部分的なカバレッジしか実現できなかった場所でグローバルな接続を構想できるようになりました。
生産と打ち上げの進歩
小型衛星の成長の背景には、設計、構築、軌道への投入をより容易かつ安価にする継続的なイノベーションがあります。生産面では、Tyvak や Blue Canyon Technologies などの企業が、既製の小型衛星フレーム、電源サブシステム、その他の統合済みコンポーネントを提供するようになりました。このモジュール方式により、衛星メーカーの統合時間とコストが大幅に削減されます。積層造形などの新しい製造技術も、小型衛星の構造と部品を 3D プリントするのに使用されており、これもコスト障壁を下げています。一方、小型衛星に特化した専用打ち上げロケットが開発されています。Rocket Lab、Vector Space、Virgin Orbit などのベンチャー企業は、垂直に打ち上げられる軌道クラスのロケットを使用して、1,000 万ドル未満で小型ペイロードをカスタム軌道に直接配置できます。これらのイノベーションにより、生産サイクルが数年から数か月に短縮され、小型衛星ではかつては相乗りが必要だった専用打ち上げが手頃な価格になりました。これらの進歩はすべて、衛星群や特殊ミッションのために大量の小型衛星を製造して打ち上げることに専念する、拡大する商用小型衛星産業を後押ししています。
明るい未来
生産プロセスがさらに成熟し、小型衛星専用ロケットが高飛行率で真に信頼性の高い運用を実現するにつれて、小型衛星の利用は今後数年間で飛躍的に増加すると見込まれます。世界中の企業が、軌道上製造、宇宙ベースの太陽光発電、惑星探査など、あらゆる野心的な衛星群計画を策定しています。政府はまた、地球科学、技術実証、技術移転のための小型衛星プログラムを強化しています。
積極的なデブリ軽減と寿命終了時の廃棄計画を通じて長期的な持続可能性が達成されれば、特にメガコンステレーションは今後数十年間の宇宙活動を支配する可能性があります。単一の大型ペイロードと比較した分散型小型衛星の独自の利点は、ますます混雑する宇宙環境に適しています。継続的なイノベーションによりコストが削減され、機能が向上しているため、小型衛星と大量生産の組み合わせは、今後数十年間にわたって宇宙へのアクセスと地球上でのその利点に革命をもたらすことが期待されます。
小型衛星に関する詳細情報(
https://logcla.com/blogs/368633/Small-Satellites-The-Changing-Landscape-of-Space-Exploration-In-Global |
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