衛星インターネットの双子の課題

宇宙ごみと採算性という難題

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要点

衛星インターネットのスターリンクは、米政府の助成金を得て遠隔地へのネット接続を提供しようとしている。このカテゴリで最も高い品質を提供できるスターリンクといえども、事業採算性と宇宙ごみという「双子の課題」を克服しないといけない。


5月中旬、カナダの北オンタリオ自治体連合(FONOM)の年次総会での講演で、スターリンクのバイスプレジデントであり、コマーシャルセールスを担当するジョナサン・ホフェラーは、同社のネット接続システムを紹介し、聴衆を魅了した。「箱が玄関先に届き、それを芝生の上に置いてプラグを差し込めば、インターネットが使える。文字通り、5分で完了する」。

スターリンクの衛星インターネットシステム「Dishy」は、技術に疎いユーザーでも数分で立ち上げることができるほど簡単な操作性を実現している。北オンタリオ地方の人々は遅くて信頼性の低いサービスに長年悩まされてきた。カナダのブルースカイネットが昨年発表した調査内容によると、北部のインターネットユーザーの平均ダウンロード速度は9メガビット/秒(Mbps)弱、アップロード速度は5Mbps強となっている。

しかし、ユーザーは、ビジネス、教育、遠隔医療、通信などに関連する活動に参加するために、一般的にダウンロード速度は最低50Mbps、アップロード速度は最低10Mbpsを必要とする。FONOMは昨年秋、スターリンクがカナダで事業を拡大できるよう、カナダ電波電気通信委員会(CRTC)に承認を求めている。

スターリンクは各国の政府・自治体から遠隔地や防衛関連へのインターネットサービス提供で最も期待されている衛星インターネット企業である。米連邦通信委員会(FCC)は昨年12月、スターリンクの親会社SpaceXに対し、スターリンクを通じた農村部のブロードバンド支援のため、8億8550万ドル相当の連邦政府補助金を供与したことを発表した。このプログラムに参加したすべての衛星プロバイダーの中で、SpaceXだけが、大容量のサービスと最小限の信号遅延を迅速に提供できることを示したため、FCCの信頼を勝ち得たとみられている。

なぜ衛星インターネットが必要か

目新しく聞こえる衛星インターネットだが、実際には何十年も前から存在している。ViasatやHughesNetなどの会社が提供している従来の衛星インターネットは、地球の高軌道(約22,000マイル上空)に数個の衛星を設置し、地球の自転と同じ速度で軌道を周回させている。これを対地同期軌道(GEO)と呼ぶ。この高さであれば、わずか数台で地球上のほとんどの場所をカバーすることができ、アメリカでは地上のブロードバンド接続を持たない多くの人々が、この衛星を利用してネットに接続している。

しかし、GEO衛星を使ったインターネットは、低速で高価と考えられており、低遅延が重要なデータ量の多いリアルタイムアプリケーションには向いていなかった。信号が地球から衛星までの距離に影響されるため、Zoomミーティングやビデオゲーム、動画のストリーミングなどでは大きな遅れが生じる。現在、インターネットは学校や仕事、医療に不可欠なものだが、GEOはこの用途には不適当だ。

スターリンクはGEOを採用していない。SpaceXは、何千もの小型衛星を低軌道(LEO)に投入する。ほとんどの衛星は、上空約350マイルのところにある。この軌道上で、衛星は地球上で相互に接続されたコンステレーションを形成する。ユーザーに近い位置にあるため、データが通過する距離が短くなり、ラグが大幅に軽減される。SpaceXによると、ユーザーには下り100Mbps、上り20Mbpsの速度を提供することができ、将来的には1ギガビット/秒(Gbps)、さらには10Gbpsまで向上させる予定だ。これは、FCCのブロードバンドの最低基準である下り25Mbps、上り3Mbpsしか提供していない「HughesNet」や、最も高額なプランで下り最大100Mbpsを提供しているが上りは3Mbpsしか提供していないViasatよりはるかに優れている。

このような試みをしているのはSpaceXだけではない。競合他社には、Amazonの「プロジェクト・カイパー」や、最近倒産を免れたOneWebなどがある。しかし、スターリンクは現在のところ、唯一のLEO衛星ブロードバンドサービスであり、稼働中で、一般家庭にインターネットを提供している。

ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの宇宙物理学者ジョナサン・マクダウェルが管理する統計によると、SpaceXはこれまでに1,445基のブロードバンド衛星を地球低軌道に打ち上げている。SpaceXは、軌道から外れたもの、失敗して大気圏に再突入したものなどを考慮した上で、1,351個の衛星を軌道に乗せている。SpaceXは、約12,000個の衛星を打ち上げるためのFCCライセンスを取得しており、さらに30,000個の衛星を打ち上げる許可を求めている。

スターリンク衛星を宇宙に送り出すロケットを所有・運営し、そのロケットを部分的に再利用可能にしているSpaceXにとって、衛星コンステレーションを軌道に乗せる費用は他社よりも安く済む。今描かれている絵が実現するならば、スターリンクは、SpaceXの主要な収益源になるかもしれない。

スターリンクの課題

Viasat、Amazon、DISH Network、HughesNet、OneWebなどの競合他社は、SpaceXがFCCに対して行った、衛星をより低い軌道で運用するためのライセンス変更要求に抗議している。

天文学者からは、スターリンクのようなコンステレーションに必要な衛星の数や地球への接近によって、夜空が明るくなりすぎたり、視界が遮られたりするのではないかという懸念が寄せられている。SpaceX、OneWeb、AmazonのProject Kuiperが順調に進めば、あるいは他の何十万もの企業が参加すれば、文字通り何万もの衛星が地球低軌道上に存在することになる。これにより、宇宙ごみの量が大幅に増え、特にそれらの衛星が故障して衝突回避システムを実行できない場合には、衝突の可能性が大きくなる。SpaceXとOneWebの衛星は、すでに1回、ニアミスを起こしている。

軌道上にはかなりの量の宇宙ごみがある。推定では、レーダーで追跡できる大きさのものが2万3,000個から2万6,000個あり、実際に地球を周回する物体の95%は宇宙ごみであり、毎年500から1000個が地球に落下し、大気中で燃え尽きると言われている。

人工衛星の数が増えれば、宇宙ごみ問題が今よりはるかに悪化する可能性を心配する科学者もいる。宇宙ごみ同士の衝突によって加速度的に宇宙ごみが増えるという現象はNASAのコンサルタントであるドナルド・J・ケスラーによって1970年代から提唱されていた(ケスラーシンドローム)。低軌道の人工衛星の数が増えるに従い、衝突のリスクが増すというシミュレーションがある。LEOはますます混雑している。5月15日に行われたSpaceXの最新の打ち上げでは、52個の衛星が追加された。それは5月9日に60個の衛星を打ち上げたわずか1週間後のことだ。

スターリンクのビジネスはまだ軌道に乗る気配はない。ベータテスト参加者は、Dishyに499ドル、無制限のデータに月99ドルを支払う。これは、他の衛星インターネットサービスよりは安いが、通常のブロードバンドサービスより安くはない。LEOインターネットが必要とする衛星の数は非常に多く、その寿命も比較的短いため、SpaceXはコンステレーションを維持するために常に衛星を交換することになる。自社のロケットを使うことで得られる割引は、ロケットを打ち上げなければならない費用をカバーできないかもしれない。

SpaceXはすでにDishysで損失を出している。SpaceXのプレジデントであるグウィン・ショットウェルは4月に、消費者には499ドルを請求しているにもかかわらず、製造には1つあたり1500ドルのコストがかかっていると述べた。言い換えれば、SpaceX社はDishy1台につき1,000ドルの損失を出していることになる。もしスターリンクが何百万人もの顧客にアクセスするようになれば、これらのコストは下がるかもしれないが。

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参考文献

※他の参考文献はリンクで示した。

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Shogo Otani, 林祐輔, 鈴木卓也, Mayumi Nakamura, Kinoco, Masatoshi Yokota, Yohei Onishi, Tomochika Hara, 秋元 善次, Satoshi Takeda, Ken Manabe, Yasuhiro Hatabe, 4383, lostworld, ogawaa1218, txpyr12, shimon8470, tokyo_h, kkawakami, nakamatchy, wslash, TS, ikebukurou 太郎, bantou, shota0404, Sarah_investing, Sotaro Kimura, UmiSora, TAMAKI Yoshihito, kanikanaa, La2019, magnettyy.

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