想像してみてください。2030 年までに打ち上げられる予定の地球観測衛星と通信衛星の XNUMX% は、包括的なガバナンス体制なしで軌道に投入されます。

打ち上げ能力の急速な拡大と宇宙船の密度の増加により、宇宙交通の管理とリスクの軽減を支援することを目的とした既存の構造の限界がすでにテストされています。 既存のシステムはせいぜい断片化されており、リスクを軽減するためのツールは限られているため、潜在的な資産の損失や関連する訴訟を防ぐにはまだ不十分な可能性が高くなります.

今こそ、政府、技術者、投資家が、宇宙交通管理 (STM) への改善されたアプローチの一環として、軌道スロットと容量 (つまり、衛星が占める地球上の位置) を定義して割り当てる方法について協力するときです。

新しい STM システムは、新しい宇宙経済の成長の可能性を解き放つために不可欠です。 STM には、スペース デブリ管理 (SDM) や宇宙状況認識 (SSA) の技術と要件など、世界的に受け入れられる基準とガバナンスの作成を奨励​​する多くのコンポーネントがあります。

GEO を超える軌道を含めるために軌道スロットと容量の割り当てを拡大することは、効果的な STM のもう 1963 つの重要な要素です。 静止軌道 (GEO) のスロットは XNUMX 年以来、国際電気通信連合 (ITU) によって管理されているため、スロット割り当ての概念は新しいものではありません。

しかし、地球中軌道 (MEO)、高度楕円軌道 (HEO)、低地球軌道 (LEO) にスロットを割り当てるための同様のシステムや機関は現在存在しません。

LEO と MEO の軌道スロット体制の利点には、完全な宇宙経済の保護の改善が含まれ、宇宙バリュー チェーン アプリケーションの完全なスイートも含まれます。 ソブリンおよび商用衛星通信 (SATCOM)、地球観測 (EO)、および測位、ナビゲーション、およびタイミング (PNT) サービスはすべて、セキュリティの向上と、宇宙部門に対する回復力の向上から恩恵を受けます。

私たちの分析と宇宙保険会社 AXA XL の予測に基づくと、2030 年までに軌道上にある資産の総額は、現在の 230 億ドルから 38 億ドルに達する可能性があります。 資産損失が 1.9 億ドル (現在はわずか 65 万ドル) に増加するリスクは、宇宙経済の価値に大きな脅威をもたらし、現在および将来のスロット割り当てを管理するのに役立つ堅牢なシステムの開発を促進します。

AE Industrial Partners のプリンシパルである Beckett Jackson 氏は次のように述べています。循環し、最終的に潜在的な投資を制限します。」

軌道管理の科学と歴史

軌道容量に関する科学的研究は、資源が有限であることを明確に示しています。 スペクトル割り当ての同様に限られたリソースと並置すると、よりまとまりのある軌道リソース管理の必要性は明らかです。

MIT の Richard Linares は現在、特定の最小分離距離に対する星座サイズの経験的および分析的限界に関する研究を主導しています。 彼は、合理的な最小分離距離を使用すると、個々のシェルが数百から数千の衛星に適合できると述べています。

リナレス氏によると、「現在のコンステレーションの設計手法では、通常、高度で区切られた各オペレーター用の個別のシェルが必要です。 容量に関するもう XNUMX つの重要な考慮事項は、砲弾を垂直方向にどれだけ密接に積み重ねることができるかということです。 人工衛星は完全な円軌道では移動しません。その軌道は、地球の非球状重力場と、大気抵抗や太陽放射圧などの力の影響を受けます。」

これらのスロット内の分離要件と組み合わせた軌道スロットの垂直スタックは、各シェル内の経済活動を保護するための STM 体制の一部として XNUMX つの科学的パラメーター要件を示唆する可能性があります。 この記事では、スロットとシェルを同じ意味で使用しています。

軌道スロット割り当ての重要性は、軌道収容容量の割り当ての重要性と一致します。 収容能力は、特定の軌道領域に配置できる「量」の安全な制約を定義できますが、いわゆるスロットは、特定の衛星に割り当てられた軌道パラメーターのより詳細な定義になります。

現在、STM には限られた構造が存在し、国、機関、および軌道ごとに細分化されたままです。 ITU は、1963 年に臨時行政無線会議 (宇宙会議とも呼ばれる) を主催して以来、重要な役割を果たしてきました。 これはその後、GEO の衛星用の軌道スロットの割り当てを含むように拡張され、1976 年のボゴタ宣言で赤道直下の XNUMX カ国が国境上のスロットに対する主権を主張しようとしたことを含め、この体制への挑戦にもかかわらず、ITU はその役割を維持しています。 GEO スロットの割り当てにおいて、現状を変更しないままにします。

現状が維持されているのは、軌道としての GEO の成長を可能にし、管理し、過密状態を回避する上で、割り当て体制が合理的に効果的であったためですが、構造的な制限は明らかです。

GEO のオービタル スロットは有限のリソースであり、使用できるリソースはほとんどありません。 スロットは独占的な権利を提供し、先着順で割り当てられ、割り当てから 15 年以内に満たされる必要があり、最初のライセンスは XNUMX 年間有効ですが、オペレーターが衛星を交換した場合は無期限に保持できます。彼らの寿命の終わり。 衛星をサービスに投入するための不足とタイムラインのため、GEO で軌道スロットを取得することは、新興の宇宙国家や新しい商業参入者にとって課題となります。

同様に、LEO SATCOM コンステレーションのライセンスを取得するための現在のプロセスの下で、既存の有用なスペクトルおよびライセンス管理ツールが存在しますが、これは宇宙バリュー チェーンの SATCOM セグメントにのみ対応しています。 提案された軌道とスペクトルの使用にアクセスするには、企業は国家規制当局 (米国の連邦通信委員会/FCC) にライセンス申請を通じて提案に関する詳細を提出する必要があります。その後、申請は軌道に関する詳細を含めて ITU に移動します。周波数調整データに加えて位置。

ただし、FCC の Web サイトで公開されるこのような申請に必要な詳細レベルは限られています。 企業計画におけるコンステレーションのサイズ/範囲/操縦能力/スロット/容量の全範囲は不透明なままです。 米国の FCC プロセス内の矛盾は、国際レベルに引き上げられると増幅されます。 現在のプロセスは、必要なものをはるかに下回っています。

軌道の輻輳を管理する必要性に対する認識が高まっています。2022 年 XNUMX 月に発表された国家軌道デブリ緩和計画では、デブリの制御不能な成長がもたらす脅威を認めていますが、これは LEO、MEO、またはへお。

適切なスロットとその中の容量の不足は、GEO ですでに問題を引き起こしています。この問題は、いずれ他の軌道でも発生する可能性があります。 STM を管理するための最適な構造に関する研究として商務省から委託された全米行政アカデミー (NAPA) による 2020 年のレポートは、次のように結論付けています。 たとえば、ブロードバンドを提供する衛星コンステレーションの現在および拡大中の配備は、遅延 (データが衛星に移動して戻ってくるまでに必要な時間) がゲームに十分な速度になるように、地球の低軌道に配置する必要があります。ナビゲーション、およびその他のインターネット アプリケーション。

NAPA は、「軌道空間の一部の領域を共通プール リソース (CPR) と考える方が有用かもしれない」と述べており、コモンズの悲劇を防ぐには、アクセスを維持するための堅牢なガバナンス構造が保証されることを示唆しています。

誰が宇宙交通を管理すべきか?

宇宙開発国は合意に達し、軌道スロットと LEO および MEO の容量の割り当てなどを通じて、STM の取り組みをサポートする明確な権限を持つ国際的な市民組織を作成する必要があります。 これは、国家の軍事宇宙主権を維持しながら、軌道スロットと容量の定義を構築する最も効果的な方法です。 このような機関は、国際民間航空機関 (ICAO) をモデルにして、オブジェクトを追跡することで SSA を拡張しながらスロットを割り当てることでガバナンスを効果的にサポートし、全体的な STM 機能を向上させることができます。

宇宙部門の要件とその成長ペースは、さまざまな国 (確立された宇宙開発国と新興宇宙経済の両方) だけでなく、革新的な商業の多様な利益に役立つことができる多国籍機関の設立に値します。宇宙へのより公平で持続可能な長期アクセスを保証します。

ICAO の起源は 1944 年のシカゴ条約にまでさかのぼります。この条約では 54 か国が集まり、国際航空輸送を可能にする基本原則が確立されました。 ICAO は 1947 年に国連機関として正式に設立され、国際的な政策と基準を策定し、コンプライアンス監査、調査、分析を実施し、航空能力の構築を支援することを使命としています。 規制機関ではなく、空域を閉鎖したり、航空会社や空港に制限を課したりする権限はありませんが、代わりに加盟国間の調整と仲介を行っています。

組織に資金を提供し、組織を指揮する193の加盟国から権力を引き出すICAOの構造は、確立された宇宙国家の政府から権力を引き出す宇宙固有の組織の構造を知らせることができます。新興宇宙国家が代表されるでしょう。 これは、国家宇宙機関や、異なる関心を持つ他の団体が、宇宙での出来事や事件への規範をより適切に確立し、対応を調整するのに役立つ可能性があります。

GEO を超えた軌道上のスロットに対処するための国際組織を設立するという議論も新しいものではありません。打ち上げと着陸を含む宇宙交通、および 2002 年に、宇宙政策の研究で発表された論文は、宇宙飛行に相当する ICAO の作成を求めました。

これらの提案は、過去 XNUMX 年間の宇宙経済の前例のない成長よりも前のものであり、その間、効果的な調整の必要性はますます深刻になっています。

LEO と MEO の軌道スロットの割り当てを含む、宇宙におけるさまざまな国の多様な関心に対応するために、新しい組織は、深い分野の専門知識とより広範な国際宇宙産業とのつながりを備えた、宇宙に特化したものから利益を得るでしょう。

独立した宇宙固有の組織を設立することは、組織の優先事項に焦点を当てるのに役立ち、軍隊内に独自の国家宇宙機関と宇宙コンポーネントを設立する国が増えている宇宙部門のより広範な傾向を反映する. この開発は、STM をサポートする ITU や ICAO のそれぞれの役割を侵害したり、それらを損なう必要はなく、既存の権限を補完することができます。

標準、サービス要件、およびインターフェイスは、ガバナンスのためのより広範な宇宙トラフィック フレームワーク内に既知の主権軍事フレームワークが存在できるように、調和させる必要があります。 宇宙外交と、基礎となる国際民間宇宙組織の設立が、かつてないほど急務になっています。

ガバナンス構造の価値の解放は、宇宙の持続可能性を保護する責任ある SSA および STM 企業の成長を可能にします。 Neuraspace、Scout、Kayhan、Privateer などの民間企業は、混雑した軌道での運用の長期的な実行可能性を確保するために、すでに貴重な貢献をしています。

これらの分野で活動する企業は、衝突回避、機動性、軌道離脱システムなどの重要な機能を提供する重要なパートナーになります。 これらの企業はまた、STM における企業責任の基準を設定する際に模範を示す手助けをしなければなりません。これには、軌道からの離脱計画を持ち、スロット割り当て制度を支持する企業とのみ取引を行うように買収慣行を変更することが含まれます。

ボーイング社のチーフ アーキテクトで、宇宙探査、サイバーセキュリティ、ミサイル防衛、軍事および商用アプリケーション向けの衛星システムの技術投資と製品開発を担当した元ボーイング チーフ アーキテクトのブルース チェスリー氏は、次のように述べています。 LEO では、軌道スロットの割り当てに対するより堅牢なアプローチが必要です。」

軌道スロットの割り当てをサポートするように設計された新しいエンティティの設計と立ち上げの複雑さを考えると、LEOとMEOの既存の体制の欠如が仮想の問題ではなく実際の問題を提示し始める前に、迅速に行動することが急務です。 グローバルな STM レジームのパラメーターを持つ機関を設立するプロセスには、次の手順が含まれる場合があります。

• 国際機関からの委任を受けて独立委員会を設立する。 宇宙空間の平和利用に関する国連委員会 (COPOUS) は、そのような委員会を組織する有力な候補となるでしょう。
• 上記の国際委員会がやがて ISFO になるという前提を確立する
• 委員会の最優先事項は、LEO、MEO、HEO での割り当てに使用できる軌道スロットの数と、各スロット内で使用できる軌道容量を計算することであることを確認します。
• 科学的に決定された各スロット内のキャパシティの計算に基づいて、各スロット内の衝突の許容リスクのレベルを計算するためのベースラインを委員会に確立してもらいます。
• 委員会に、利用可能な LEO、MEO、HEO の軌道スロットとそれぞれの容量を決定するために推奨される科学的方法論を COPOUS のメンバーに提示してもらいます。
• 委員会に、軌道離脱/廃止要件を含む特定の安全基準に準拠する衝突回避システムを導入するための商業宇宙打ち上げの世界的要件を確立してもらいます。
• 委員会に、LEO、MEO、および HEO のスペクトル、スロット、および容量に関する世界的な紛争解決基準を確立してもらいます。

私たちのグローバル サプライ チェーンにおけるスペースの役割は急速に拡大していますが、スペースへの公平なアクセスを保護する機会はすぐに閉ざされる可能性があります。 宇宙と地球の成長の時代を守るのは今です。

S.シタソンティ ボストン コンサルティング グループの航空宇宙および防衛部門のパートナー兼アソシエイト ディレクターです。 キャメロンスコット BCGのグローバルセクターマネージャーです。 ジョン・ウェンストラップ BCG のシニア パートナー兼マネージング ディレクターであり、同社の西海岸テクノロジー グループとグローバル ソフトウェア プラクティスを率いています。

この記事は、もともとSpaceNews誌の2022年XNUMX月号に掲載されました。

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• 情報源： https://spacenews.com/op-ed-parking-spots-for-satellites-reduce-congestion-promote-technological-growth/