見どころがいっぱいです！ OneNet Constellationは紆余曲折を経て構築されました

3月26日、英国のOneWeb社の衛星36基がインドのLVM3ロケットで打ち上げられ、OneWebは低軌道インターネット衛星群の第1フェーズの最終的なネットワーク展開を完了し、世界的なサービス能力を形成しようとしています。 OneNet コンステレーションを構築するプロセスでは、技術的、政治的、経済的など、さまざまな課題に直面しました。設計によると、この星座の技術的なハイライトは何ですか?どのような機能や用途がありますか?今後、さらに大きな役割を果たすためにどのように発展していくと予想されますか?

建設の過程は紆余曲折に満ちていた

近年のインターネットトラフィック経済の発展により、多くのインターネット大手が数十億人の潜在ユーザーに目を向けており、OneWebの創設者であるグレッグ・ワイラー氏も同じ夢を抱いています。彼はイギリスのロンドンで OneWeb を設立し、当初の目標は数百の衛星からなる低遅延、低軌道のブロードバンド インターネット コンステレーションを構築することでした。彼が宣言した目標は、「地球上のどこにいても、誰もがシームレスにインターネットにアクセスできるようにする」ことだ。

インドのロケットがワンウェブの衛星を打ち上げる（写真提供：インド宇宙研究機関）。同社の創業者たちが通信業界に精通していたおかげで、当初の開発は非常に順調に進んだ。 2014年、OneWebの前身は648基の小型衛星群を構築する計画を提案した。その後、同社は倒産寸前の別の会社から必要な周波数と軌道資源を取得し、国際電気通信連合に登録した。 2016年1月、OneWebと欧州のエアバス・ディフェンス・アンド・スペースは共同でOneWeb Satelliteを設立し、衛星生産を開始しました。 2017年6月25日、OneWebは米国の低軌道衛星通信ネットワーク運営ライセンスを取得し、米国内でサービスを提供できるようになりました。

インターネット衛星プロジェクトのあらゆる側面から判断すると、OneWeb は当時最も包括的な準備を整えており、同業他社より先行していたはずです。このプロジェクトは、サプライチェーン、スペクトル、打ち上げライセンス、承認、宇宙ゴミの軽減に関して事前に準備されているため、投資家に大きな信頼を与えています。

それ以来、OneWeb は、衛星コストとプロジェクト全体のコストの上昇、多くの国での周波数帯域の申請における障害、プロジェクト資金調達の困難などの挫折に直面してきました。最初の一連の衛星の打ち上げも数回延期されている。しかし、2019年2月27日にフランス領ギアナのクールー宇宙発射センターからアリアンスペースが運用するロシア製のソユーズロケットで最初の6機の試作衛星が打ち上げられたため、ワンウェブの見通しは再び楽観的になっている。

しかし、新型コロナウイルス肺炎流行の影響で資本の連鎖が断たれ、ワンネットは2020年3月に裁判所に破産申請を余儀なくされた。その後、英国政府とインドの大手企業は7月3日にワンウェブとの買収合意に達し、それぞれ5億ドルを投資した。ソフトバンクグループ、ヒューズネットワークシステムズ、ユーテルサットなどの投資家からの寛大な寄付により、ワンウェブコンステレーションはようやく十分な資金援助を得ることができました。

さらに悪いことに、2022年にロシアとウクライナの紛争が勃発した後、衛星打ち上げにロシア製ロケットを使用するというワンウェブとアリアンスペースの間で締結された協定は、西側諸国の制裁により強制的に終了させられた。当時、OneWeb Constellation は第 1 フェーズの衛星展開作業の 66% しか完了しておらず、北半球の高緯度地域でのみ接続サービスを開始していました。

幸いなことに、OneWeb は打ち上げ中止後すぐに是正措置を講じ、米国の SpaceX およびインドの New Space Corporation と新たな打ち上げ契約を締結しました。それ以来、米国のファルコン9ロケットとインドのロケットはそれぞれ3回と2回の打ち上げミッションを実施し、ついにワンウェブ衛星群の第1フェーズの展開を完了した。

技術的なハイライトは無視できない

コンステレーションの初期展開が完了すると、OneWeb は世界的なサービス能力を備えた 2 番目の巨大インターネット コンステレーション オペレーターになります。 OneWeb コンステレーションは、そのユニークな設計により、Starlink コンステレーションと比較して無視できない技術的なハイライトと特定の利点を備えています。

OneWeb の衛星がロケットフェアリングに搭載されようとしています (写真提供: インド宇宙研究機関) 周知のとおり、OneWeb 衛星群の第一フェーズでは、低軌道に配置された 648 個の衛星を使用して、サービスエリアをカバーし、世界的なブロードバンド相互接続と IoT サービスを提供します。これらの衛星には、運用衛星 588 基とバックアップ衛星 60 基が含まれており、高度 1,200 キロメートル、傾斜角 87.9 度の 18 の軌道面に分散しており、隣接する軌道面の間隔は 9 度です。

これらの衛星は優れた性能を持っています。衛星1機の打ち上げ質量は147.5kgです。ペイロードには、2 つのテレメトリ アンテナ、2 つの Ku バンド アンテナ、および 2 つの Ka バンド アンテナが含まれており、それぞれユーザー通信とゲートウェイ ステーション通信に使用されます。通信容量は毎秒8ギガビットに達し、1秒あたり1GBのデータが送信されることが期待されます。太陽電池パネルとリチウムイオン電池を使用してエネルギー貯蔵システムに電力を供給することで、衛星の軌道上での耐用年数は約5年になります。 OneWeb 衛星が赤道外の空間で運用されている場合、1 つの衛星で 16 個の Ku バンド ビームを生成して複数のカバレッジを実現できます。各衛星のカバー範囲は 1080×1080 キロメートルで、すべてのユーザーが少なくとも 1 つの衛星の「見通し線」内にいることが保証されます。サービス提供時には、単一の衛星と地上ユーザー端末間の接続時間は2.5分を超えず、複数の衛星が中継して通信サービスを完了することができます。

これらの説明から、OneWeb コンステレーションが衛星間リンク設計を放棄し、代わりに世界中に合計 44 のゲートウェイ ステーションを配備したことは容易にわかります。ユーザー端末がサービス要求を行うと、その要求は Ku バンド アンテナを介してネットワーク衛星によって受信され、Ka バンド アンテナによって利用可能なゲートウェイ ステーションに転送されます。次に、ゲートウェイ ステーションはネットワーク サーバーに要求を送信します。データを返送した後、OneWeb 衛星は Ku バンド アンテナを介してサービス データをユーザー端末に送信します。

静止軌道衛星との周波数干渉を防ぐため、赤道上の OneNet 衛星は特別に設計され、「プログレッシブ チルト」技術が適用されています。簡単に言えば、過去の技術的条件では、赤道上の OneWeb 衛星がたまたま静止軌道衛星の下で動作していた場合、OneWeb 衛星の信号が弱くなり、衛星サービスを停止する必要がありました。しかし、「プログレッシブ チルト」技術では、非垂直干渉「ウィンドウ」衛星のピッチ姿勢を変更することで、衛星信号ビームを徐々に傾けることができます。垂直干渉「窓」衛星がサービスを停止した場合でも、赤道サブ衛星エリアの顧客は引き続きサービスを受けることができます。

衛星製造に関して、OneWeb Constellation には多くのハイライトがあります。同社は自動車製造業の経験を生かし、世界初の先進的な衛星量産工場と世界初の衛星生産ラインを構築した。設計、製造、組立、試験を一貫して行い、月間40機の生産率を達成しました。生産工程においては、協働ロボットや自動搬送車両などの自動化設備を積極的に活用し、部品の納入前に部品検査を実施できるほか、デジタル検査により生産効率を大幅に向上させています。

多数の衛星が打ち上げられるため、宇宙ゴミの軽減対策は必須です。 OneWeb 衛星はキセノンイオンスラスタを使用します。高度数百キロの初期軌道に入った後、電気推進システムによって軌道を上げ、約3か月かけて最終的に高度1,200キロの軌道に到達する。衛星が故障した後、信頼性の高いキセノン電気推進システムの助けを借りて、5年以内に軌道近地点が200キロメートル未満に変更され、最終的には大気圏に落ちて燃え尽きると予想されます。

グローバル展開と卓越性の追求

OneNet Constellation 展開の最初のフェーズが完了したら、次のタスクはアプリケーションのプロモーションです。 2022年7月、OneWebとEutelsatは合併計画を発表し、低軌道上のOneWeb衛星群が静止軌道上の大規模なビデオデータ中継/ブロードバンド衛星プラットフォームと緊密に連携できるようになる。

これは商用衛星通信市場における大規模な統合だと考えられています。 1977 年に設立されたユーテルサットは、36 基の静止通信衛星を運用しています。これらの衛星は通常、低軌道ブロードバンド衛星よりも大きく強力で、特定の地理的エリア内の多数の顧客にサービスを提供しています。しかし、地球の両極における信号カバレッジは限られており、通信の遅延も注意が必要です。現在、低軌道衛星群と力を合わせることで、互いの長所と短所を補い合い、全体としてより大きな利益が得られることは間違いありません。

ワンウェブは販売代理店を通じて各国の企業や政府機関の顧客にブロードバンドインターネットサービスを提供しており、特にインド企業が株式を取得することで、サービス市場のさらなる拡大に貢献することになる。ワンウェブは、インド企業のバーティ・エアテルと米国を拠点とするヒューズ・ネットワーク・システムズの合弁会社であるヒューズ・コミュニケーションズ・インディア社と6年間のブロードバンド配信契約を締結した。米国のヒューズ・ネットワーク・システムズもワンウェブの小株主であり、インドなどに同社のゲートウェイ局を建設している。

商業プロモーションとハードウェアの構築はほぼ連動しています。フェーズ I 衛星群の完成後、OneWeb はより大規模なフェーズ II 衛星群プロジェクトに取り組んでおり、最終計画では高度 1,200 キロメートルの低軌道に 6,372 基の衛星、高度 8,500 キロメートルの中軌道に 1,280 基の衛星を展開する予定です。一部のアナリストは、ワンウェブ・コンステレーション・フェーズIIプロジェクトはよりヨーロッパ色が強くなると予想されており、欧州通信衛星会社のリソースがこれに財政的支援を提供するだろうと考えている。

さらに、第2世代のワンウェブ衛星は主に英国で製造され、2025年から再利用可能なテランシリーズのロケットを使用して打ち上げられる予定です。

商用衛星が軍事に加わる傾向が出てくる中、英国政府もワンウェブ衛星群を軍事グレードの全地球航法衛星システムに代わるものとして拡大することを検討している。英国のEU離脱により、英国軍は欧州のガリレオ衛星航法システムの軍用レベルの暗号化信号の円滑な使用を将来的に保証できなくなりました。 OneWeb コンステレーションは、可能なバックアップ プランを提供します。ワンウェブの事業は、英国における戦略的に重要な地域に徐々に進出し、航空宇宙分野の先進企業となるための「突進」を後押しすることになるだろうと言える。 （著者：Yu Yuanhang）