学術研究，専門・技術サービス業に関連する記事

通信や観測等の衛星利用ニーズの高まりにより、静止軌道における高性能・高信頼性の大型衛星から、低軌道における衛星コンステレーションまで、国際競争が激化するとともに、ユーザや市場、社会課題による衛星に対するニーズ変化に柔軟かつ迅速に対応することが求められます。こうした中、近年、海外では政府主導で衛星の開発や製造におけるデジタル・トランスフォーメーション（DX）に取り組んでおり、開発サイクルの高速化や量産化がすでに実用段階に至っています。一方、国内においては、これまでの政府プロジェクトで、高度なミッションを確実に遂行する高い品質（取得データの質、機器・システムの信頼性等）を実現してきた高い開発能力を有しているものの、各衛星メーカが個社ごとの経験やノウハウに基づく独自の手法やプロジェクトごとに手法を設定することで衛星開発・製造を実施しており、プロセスの標準化や効率化が課題となっています。また、衛星の部品・コンポーネントの適用においても、各衛星メーカや個別プロジェクトごとに仕様が分かれていることから、個別調整・検証等の対応に工数が生じています。これにより、特に中～大型衛星は価格・工期で競争力を失いつつあります。将来的には超小型・小型衛星においても、開発サイクルの高速化や量産化の観点で 同様の懸念が想定されます。
衛星コンステレーションと中大型衛星の組合せによる価値の増大等も考えられる中、今後、我が国の衛星メーカ等がニーズ変化に柔軟かつ迅速に対応し、持続的に成長を遂げるためには、上記の課題を解決し、中大型衛星含めた衛星システム全体の競争力強化に資する開発基盤の獲得が急務です。こうした中、我が国は、これまでの個別ミッションで培ってきた開発・製造に係る技術的蓄積を有するとともに、JAXAを中心に、MBSE（Model Based Systems Engineering）/MBD（Model Based Design）、デジタルツイン等のデジタル技術の活用及びそれを前提とした衛星の開発・製造プロセスの刷新に向けた検討が進められています。こうした強みを生かし、上流から下流までの開発・製造プロセスを刷新し、衛星開発・製造におけるQCD（Quality, Cost, Delivery）の向上を図り、国際競争力を底上げしていくことが重要です。
本テーマでは、サプライチェーンを含めた衛星システム全体のうち、協調領域について、複数種の衛星間におけるアーキテクチャ・インターフェース・モデルの標準化やデジタル技術を活用した開発・製造プロセスの標準化に取り組むとともに、事業拡大を目指す国内衛星メーカが、これらを活用し衛星開発・製造プロセスの効率化に取り組むことを後押しします。

現在のロケット打上げによるペイロード輸送の形態に加え、二地点間高速輸送や宇宙旅行といった帰還を前提とする新たな輸送サービスの広がりが予測され、将来の宇宙輸送市場は大規模に成長することが見込まれています。軌道上から地上への帰還の際は、超音速で大気圏に再突入することになり、その際に生じる衝撃波により機体表面が高温となるため、機体はこの空力加熱に耐えるための熱防護システムを装備する必要があります。
一方で、再使用を謳ったスペースシャトルではこの熱防護システムの点検及び再整備のしにくさが運用性を大きく下げ、退役に追い込まれる結果となりました。民間事業として高頻度運用が想定される二地点間高速輸送や宇宙旅行には、点検や再整備が容易な熱防護システムの実現が必要となってきます。また、民間利用に向けては輸送の低価格化を進める必要があり、機体の製造費や運用コストを抑えるために熱防護システム部品にも低コスト性が求められます。しかしながら、現在、国内外で大気圏再突入時に利用される熱防護システムは、耐久性が低い素材の採用等に依っているため再使用性が低く、運用費が高価な状況にあります。
以上を踏まえ、本テーマでは、高い再使用性を備えた熱防護システムの実現に向け、新たな耐熱部品を用いた低コストな熱防護コアシステムの試作や点検・再整備などを容易にするための基盤技術開発を行います。

現在、本基金の創設等を受けて、スタートアップを含む様々な民間企業や大学等が宇宙分野への参入や活動拡大し、国内にも複数の研究開発拠点が形成されつつありますが、我が国全体として、これらの取組を糾合し、国際競争力のある宇宙クラスターへと成長させていく必要があります。そのためには、大学等の研究機関の役割をさらに強化するとともに、官民の関係機関が連携し、先進的な研究開発により創出された技術や輩出された人材が、宇宙市場の獲得等に向けて切れ目なくつながっていくような「人材・技術・資金の好循環」を形成していくことが重要です。
本テーマでは、宇宙分野の先端技術や、同分野に活用可能な非宇宙分野の技術を有する大学等に所属の研究者を対象として、当該研究者等を中核とした体制により、特色ある技術や分野において国際競争力のある革新的な研究開発成果を創出・社会実装していくための戦略的な構想を推進します。
研究者からの提案に際しては、宇宙技術戦略を参照しつつ、卓越した研究者を中核とした牽引型の推進体制、または高度な研究開発環境を中核とした共用型の推進体制のいずれかの構想を募集することとし、特に、官民投資の拡大の観点から、民間投資の呼び込み、地域・スタートアップとの連携、宇宙実証の加速、支援終了後のJAXAとの共同研究等に向けたJAXAとの連携（知見の共有、対話等）を重視し、それらを通じた産業の集積等に繋がる提案を広く求めます。これにより、特色ある技術や領域における大学等の研究者や研究グループと民間事業者等との連携を構築しつつ、その取組の自走化や拡大・地域特性とのシナジー等を通じて、将来の我が国の宇宙開発において最先端を担う研究開発拠点への発展を目指します。

近年、衛星に対する意図的な妨害（ジャミング、スプーフィング等）・傍受行為によって、通信・放送サービスや測位サービス等に影響が生じる事案等が発生しています。その背景には、民間衛星が安全保障分野等でも活用され、デュアルユースでの利用が進んでいることが挙げられます。例えば、米国防総省では軍事用通信のため民間衛星の取り込みを加速する方針を有しており、我が国でも宇宙領域防衛指針の中で民間の通信衛星が明示されています。今後もデュアルユース用途の衛星へのニーズが拡大することを踏まえれば、その動きに応じて、意図的な妨害・傍受行為の発生等、衛星のセキュリティを取り巻く環境が厳しくなっていくことが予想され、その通信の抗たん性の確保が一層求められ、衛星通信におけるセキュリティ市場の規模も急速に拡大していくことが見込まれます。
以上のとおり、ジャミング・スプーフィングの脅威が顕在化していることを踏まえれば、衛星通信に対する攻撃への対処としては、電波に対する攻撃への対策を講じることが肝要であると考えられ、このような技術的手法を宇宙技術として確立し、実装した製品を市場投入することが、急成長する衛星セキュリティ市場の需要を取り込むことにつながります。
これらを踏まえ、本テーマでは衛星と地上間の通信において、妨害・傍受行為等の電波に対する脅威に対処するための技術の開発・実証を支援します。これにより、当該技術を海外事業者へ依存することなく、産業基盤を国内に構築するとともに、ひいては我が国の自律性の確保への貢献を目指します。

スタートアップとのオープンイノベーションによる新規事業の創出においては、大企業が自社の経営資源を起点に、オープンイノベーションを主体的にリードする人材の重要性が高まっています。オープンイノベーションの推進・実現には、様々な課題（共創領域の見極め、スタートアップの探索、連携仮説の構築等）に対応できる専門的な知見を有する人材が必要不可欠です。
そこでオープンイノベーションを推進する人材に必要な基礎的な知見・スキル、マインドセット等を講義やワークショップを通じて学んでいただく、JOIC Open-Innovation Acceleration Academy（JOIC-OIA）をオープンイノベーション・ベンチャー創造協議会（JOIC）※にて開催しますので、当該講座の受講生を募集します。
JOIC（Japan Open Innovation Council）は、オープンイノベーション・ベンチャー創造協議会の略称です。
企業の「オープンイノベーション」と「新しい挑戦（ベンチャー）」を推進し日本の産業におけるイノベーションの創出と競争力の強化に貢献することを目的としており、大企業・スタートアップ・ベンチャーキャピタル・大学等の多様な組織・機関が共創することで我が国のオープンイノベーション活性化を推進しています。

世界の衛星通信の商用市場では主にKa帯（26.5GHz～40GHz）等が広帯域通信に利用されているところ、近年の衛星通信の普及と衛星打上げ数の増加に伴い、Ka帯等の広帯域通信に適した周波数資源は徐々にひっ迫しており、国際的な周波数調整手続きにより多くの時間を要するようになってきています。このことは、既存事業者によるサービス拡大や新規事業者の参入において大きな障壁となることも想定されます。
このような状況を受け、より多くの通信需要に対応可能な、Ka帯よりも更に広帯域の高周波数帯であるＱ帯（33GHz～50GHz）、Ｖ帯（40GHz～75GHz）、Ｅ帯（71GHz～76GHz）、Ｗ帯（81GHz～86GHz）等の活用が期待されており、活用に向けた技術開発が国内外で進められています。海外では、低軌道衛星と地球局との間のフィーダリンクにおいてＱ帯及びＶ帯の通信を既に商用利用する例も存在するなど、Ｑ帯及びＶ帯をはじめとする周波数帯における通信技術の獲得は、衛星通信における技術開発競争の主戦場となりつつあります。
以上を踏まえ、今後の活用が期待される非常に高い周波数帯の衛星通信において我が国の国際競争力を確保するとともに、将来にわたる衛星通信の持続的な提供環境を構築することに向けて、これら周波数帯の電波の送受信を可能とする通信機器を開発・実証します。

近年の情報科学技術の目覚ましい発展に伴い、宇宙分野においても様々なデジタルモデル（シミュレート・エミュレート技術）が開発され、製造・運用・ソリューションに至る各プロセスに大きなインパクトを与えています。こうした中、地上では既に、物流の最適化、自動運転やドローン制御等、物理的環境下での高度な判断と操作に人工知能（AI）が活用されています。地上で培われたAI技術を宇宙空間に応用することで、軌道上サービスミッションの安全性と効率性を飛躍的に向上することが可能となります。
特に、現実世界の物理的な法則を理解した上で、運動や操作等の行動・判断を実行する物理AIをはじめとした先進的なAIの宇宙分野における実現は、宇宙機の航行や制御、軌道上での回避行動や近傍接近・ドッキング、ロボットアームの作業等の精緻な自動化等、あらゆる宇宙システムの運用に革新をもたらす可能性を秘めており、先行者優位性の高い宇宙分野において、実装に向けた取組を加速していくことが重要といえます。
そこで本テーマでは、今後宇宙分野へ到来するであろう各種AIの波を世界に先駆けて実装していくことを目指し、AIモデルとハードウェアの研究開発と実証、及び企業・大学等がAIを用いて広く実験・実証のできる共用の軌道上モジュールの開発を実施します。

我が国の宇宙開発利用の持続的な発展に向けては、現時点では不確実性の高い基盤的な技術シーズや多様で斬新なアイディアを早期に実証し、コアとなる要素技術の実装に向けた予見性を高めていくことで、多様な将来技術を蓄積しつつ、宇宙分野に共通的なブレイクスルーの創出や宇宙産業エコシステムの刷新等につなげていく必要があります。その際、宇宙機を構成する部品・コンポーネントをはじめ、宇宙開発利用を支える要素技術や知見の多くが地上技術の宇宙転用によってもたらされてきたことを踏まえれば、宇宙という特殊環境を想定した技術開発への参入障壁を下げるとともに、同分野でのコミュニティを拡大することで、新規の技術創出と裾野拡大を一体的に加速していくことが重要となります。
そこで本テーマでは、将来の宇宙開発利用における分野横断的なボトルネックの解消等を想定した一定の広がりを持つ領域を設定し、当該領域に係る多様な民間企業・大学等のプレーヤーによる挑戦的・萌芽的な技術開発や早期の実証（PoC：コンセプト実証）を支援するとともに、JAXA によるマネジメントの下、当該領域に係る宇宙分野の技術的知見等の蓄積や、領域ごとの目標達成に向けた相互連携、新たなアイディアの創出等が行われていくようなネットワークの構築を推進します。
具体的には、本実施方針では、地上とは異なる宇宙の特殊性に対応するための領域として、以下の２領域を設定します。
領域名「構造と材料に関する課題解決に向けた革新的技術開発領域」
（略称：「構造と材料」領域）
宇宙機やロケットのミッションで要求される精度や耐環境性は高くなる一方であり、ライフサイクル全般にわたり、軽量かつ必要な剛性を確保しつつ、構造の安定化（部品間の相対的な位置・角度変化や、部品の変形を発生させないこと）及び機構の作動精度・信頼性の確保に対する要求、宇宙環境における耐劣化性/耐温度環境性に対する要求はますます厳しくなっています。また、多機能構造化が進む中、一層、新しい構造材料成形技術の適用、構造の最適化や新方式、新材料による軽量化、機構の高精度化・高信頼性化が進んでいくことが見込まれています。今後、我が国が世界をリードするCFRP、CMCを始めとする高比強度、高比剛性、低熱膨張性を有する高機能材料の活用、地上での活用実績のある材料の転用、新たな材料・コーティングの開発・適用等の材料レベルの対応と、それらの材料特性も踏まえた新規構造アーキテクチャの開発、構造解析技術の高度化、新規機構方式の開発、機構解析・評価技術の高度化等の構造・機構レベルの対応をバランスよく行うことが重要となります。

領域名「環境と生存に関する課題解決に向けた革新的技術開発領域」
（略称：「環境と生存」領域）
「微小重力環境」、「宇宙放射線環境」、「閉鎖環境」といった宇宙特有の環境に加え、打上げ・輸送の過程で振動・衝撃や推進系の取り扱い等に伴い、人、機器及び試料は過酷な環境に晒されます。こうした環境下で人が宇宙空間に滞在し、活動する上では、健康、安全、生命維持等に関する様々な課題が生じ得ます。これらの環境に必要な技術や健康管理・維持のために蓄積された知見は、宇宙での生活や活動に関する問題を解決するだけでなく、地上での応用も期待できます。こうした宇宙での生活や活動に関する課題に対応するため、打上げ・輸送時に機器、試料又は搭乗者が受ける振動・衝撃への対策、低毒性推進系やクリーン推進剤等を含む推進系の取り扱いに伴うリスク低減など、宇宙における安全な活動と生存を支える基盤技術の開発が重要です。また、宇宙での長期滞在や活動を支える健康管理・維持に関する研究は、地上への応用も期待されています。現在JAXAが取り組んでいる宇宙飛行士の骨量減少／筋機能低下の研究は、地上での骨粗しょう症や筋萎縮症など、特殊な病気の発症メカニズムの解明や、治療技術の開発にも貢献しており、さらに、宇宙を利用した、例えば創薬開発など地上の生存に貢献する事例もあります。アルテミス計画により、宇宙飛行士の健康管理やECLSSによる、生命維持・環境制御技術はますます重要となっていきます。今後人類の活動領域が広がることから、我が国においても環境と生存に関する研究開発を推進することは重要です。

商業宇宙産業の成長や宇宙探査の進展、技術革新等に伴い、衛星コンステレーションの構築をはじめとして、国内外で衛星等を打ち上げる需要がますます増加する中で、世界的にロケットの打上げ機会が不足している状況にあります。近年の我が国の国内ロケットの年間打上げ機数は10機未満となっており、国内の衛星事業者の需要を満たすことができず、衛星事業者は打上げ機会を求めて、海外での打上げを選ばざるを得ないため、経済的損失や技術開発の遅れなどが生じています。
このため、国内衛星打上げ需要を満たす、高頻度打上げが可能な宇宙輸送システムの構築は喫緊の課題となっています。また、宇宙輸送産業の成長サイクルを実現するためには、国内のみならず海外衛星の打上げ需要の取り込みを進めていくことも重要です。
こうした中、現在、国内におけるロケットの打上げプロセスにおいては、打上げ計画の基となる事前解析である飛行解析・飛行安全解析に多大な準備期間を要しています。また、飛行中のロケットの追跡を実施するにあたっては、追跡地上局の不可視範囲の存在や地上局の設置・利用に要する多大なコストによって、打上げ能力が制限されています。これらは、高頻度打上げを実現する上でのボトルネックとなっており、また、ロケット打上げ事業者の国際競争力を損なっています。
これらの課題を解決するため、本テーマでは、ロケット飛行運用の効率化・高機能化に向けた取組を支援します。これにより、高頻度打上げを実現し、我が国の宇宙輸送システムの国際競争力の強化を目指します。