工業会活動

SSA・STMに関する調査検討－概要（スペースポリシー委員会）（一社）日本航空宇宙工業会（以下、SJAC）では、平成14年度（2002年度）より「スペースポリシー委員会」を設置し、我が国の宇宙政策のあり方、諸問題の解決策について調査検討を行ってきた。
近年、宇宙空間のデブリが増加している。また地球低軌道に大規模衛星群を配置して通信などに利用する計画（メガコンステレーション計画）が発表されており、宇宙空間の物体数が飛躍的に増える恐れがある。宇宙空間を安定的に利用するためにはSSA・STM（Space Situational Awareness・Space Traffic Management：宇宙状況把握・宇宙交通管理）の状況を理解しておく必要があると考えられることから、令和元年度（2019年度）のSJACスペースポリシー委員会では、「SSA・STMに関する調査検討」を行うこととした。以下、活動結果の概要を報告する。

1. 宇宙空間物体数の増加

宇宙空間の物体数が増加している原因としNASAの資料（図1）によれば高度200㎞かて、①人工衛星打上げ数の増加、②人工衛星ら50,000㎞の宇宙空間に存在する10㎝以上の等の破裂（Break-up）、③人工衛星攻撃兵器物体数は年々増加している。

（ASAT：Anti-Satellite Weapon）による破壊実
験、④人工衛星同士の衝突が挙げられる。

図1：宇宙空間の物体数（10㎝以上）の推移（1957年～2019年）（出典*1）
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第799号

図1の2007年の物体数急上昇は中国のASAT乗り打上）が増加しているためである。また、実験によるデブリ発生が原因で、2009年の物第2項に示すメガコンステレーションの計画

体数急上昇はイリジウム衛星とCOSMOS衛が進めば、さらに打上げ機数が増加すると考星の衛星同士の衝突によるデブリ発生が原因えられる。

である。
②Break-upの発生①打上げ数の増加
図2に示す通り、2013年以降、毎年200機を超える人工衛星等が打上げられている。これ

図3に示す通り、1年に数回、人工衛星やロケット上段の破裂事象（Break-up）が発生している。

は、CubeSatを含む小型衛星の同時打上げ（相図2：人工衛星等の打上げ推移（1957年～2017年）（出典*2）

図3：人工衛星等の破裂事象（Break-up）（1961年～2018年）（出典*3）5

工業会活動我が国に関連する事象として、2016年5月にはASTRO-H（ひとみ）がBreak-upして、破片が13個発生している。また、2018年2月にはH2Aロケットの第2段がBreak-upして、破片が7個発生している。
③ASAT実験2007年1月の中国によるASAT実験では、高度約800㎞を周回する自国の気象衛星「風雲1号C（Fengyun-1C）」が破壊され、3,400個以上の破片（10㎝以上）が発生したことが観測されている。破片が90%減少するのは2090年頃とされている。なお、1㎝以上の破片は15万個以上発生したと推定されている。

図4：風雲1号Cのデブリ雲の拡散状況（6か月後）（出典*4）④人工衛星同士の衝突
2009年2月、米国イリジウム 33衛星（衛星電話サービス）とロシアのCOSMOS 2251衛星（運用停止済み）が高度790㎞で衝突した。
両衛星は、ほぼ直角に衝突し、イリジウムから は 破 片 600 個 以 上、COSMOS か ら は 破 片1,600個以上が発生した。破片が90%減少するのはそれぞれ2035年頃、2054年頃とされている。
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図5：（上）イリジウム衛星、（中）COSMOS 2251衛星、（下）衝突で発生したデブリの軌道（出典*5）

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2. メガコンステレーション計画

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ければならない。運用終了から大気圏再突入

低軌道に数多くの衛星を配置し、地球全域まで（PMD：Post Mission Disposal）に25年をで高速通信網を構築するメガコンステレー要するとすれば、運用終了した衛星は運用中ション計画が公表されている。下表に代表的の衛星の5倍の数が宇宙空間に留まることにな計画を示す。実現すれば宇宙物体数が飛躍なる。これを避けるには、衛星寿命を長くす的に増大する可能性がある。表中の衛星機数

る（例：5年⇒10年）、PMDの期間を短くすは運用機数である。仮に衛星寿命が5年である（例：25年⇒5年）などが必要となってくる。

れば、5年毎に続々と次世代衛星を打上げな

表1：メガコンステレーション計画
名称
OneWeb社
SpaceX社
StarLinkAmazon社
Project Kuiper

計画機数
高度1,200㎞
約900機
高度350㎞～1,200㎞
41,943機
高度590㎞～630㎞
3,236機備考（6/13時点、打上済機数）
2020年3月21日に34機打上げて、合計70機。
しかし、2020年3月27日、Chapter-11（破産）入り。
2020年6月13日に58機打上げて、合計540機。
現時点での打上げ0機。

3. 米国のSSA観測体制ている。それより小さな1㎝、1㎜、0.1㎜等

米国ではSSA観測体制が整備されている。の物体（デブリ）は一部のみが観測されてい10㎝以上の物体は地上のレーダにより観測さる。高性能な地上のレーダにより、一部（1れており、軌道が特定され、カタログ化され㎝程度）の物体が観測されている。それより

図6：SSAセンサー性能比較（出典*6）
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工業会活動

小さな物体は、宇宙空間を飛行した後に地上交換、0.3㎜のデブリで耐熱タイル貫通、なに戻ったスペースシャトル（STS）や人工衛どの被害が予想されており、実際にスペース星（LDEF：Long Duration Exposure Facility 等）

シャトルの多くの耐熱タイルは損傷して交換にデブリが衝突した痕跡から宇宙空間での存が行われた。

在数が推計されている。
大きさが10㎝以上のデブリは2万3千個、1米国のSSN観測網（図7）は、全世界に約㎝～10㎝のデブリは約50万個、1㎜～1㎝のデ30基のレーダ＋望遠鏡、及び宇宙からの観測ブリは1億個を超えていると推定されている。

衛星6機（2019年現在）により観測活動を展開中である。更に、太平洋上のクワジャリン

米国のSSAデブリセンサの能力とデブリの環礁に新たなSpace Fence（宇宙物体検知レー

大きさによる損傷範囲を図6に示す。スペーダ：宇宙空間に建てられたフェンスの様に通スシャトルでは、0.1㎜のデブリで窓ガラス過する物体を検知する）（図8）が建設されて

図7：米国宇宙監視ネットワーク（SSN）（出典*7）

図8：クワジャリン環礁のSpace Fence（出典*8）8

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図9：オーストラリア西部に移設される光学望遠鏡（Space Surveillance Telescope）（出典*9）

2020年3月に稼働を開始した。Space FenceのS

4. 我が国のSSA観測体制

バンドレーダにより2～3㎝以上の大きさのデ我が国の現在のSSA体制では宇宙物体（デブリ約20万個の物体を検知できるとされていブリ）の観測は非常に限定的である。このたる。

め、JAXAと防衛省では観測体制の強化を図っている。JAXAと防衛省はともに2022年度中

また、オーストラリアの西部には米軍の光に設備強化を終了し、2023年度からの運用を学望遠鏡（Space Surveillance Telescope：口径開始する計画である。（図10、11、12、表2）3.5m）（図9）の移設（ニューメキシコ州から観測体制強化後には米国へのデータ提供なの移設）が進められており、2022年に稼働開

どの情報共有を進めるとされているが、その時始の予定である。

点においても我が国のSSA性能は米国と比較して限定的であり、米国への依存が継続する。

図10：JAXAのSSA体制（光学望遠鏡とレーダの配置場所）（出典*10）9

工業会活動

図11：SSAレーダによる低軌道物体の観測性能（高度別の検知物体数）の比較（青色：米国、茶色：JAXA新レーダ、橙色：JAXA現レーダ）（出典*11）

図12：新設される防衛省Deep Space Radar（山口県山陽小野田市）の概念図（出典*12）
表2：SSA観測設備の強化
観測設備
JAXA光学望遠鏡（岡山県）

現状
口径1m望遠鏡
口径50㎝望遠鏡

JAXAフェイズド
アレイレーダ（岡山県）

1.6m級（高度650㎞）の物体検知
観測200回/日

10㎝級（高度650㎞）の物体検知
観測10,000回/日

防衛省Deep Spaceレーダ（山口県）

なし

直径15m～40mのパラボラアンテナ
レーダ群による高度5,800㎞～静止軌道（36,000㎞）の物体検知

5. デブリ回避の軌道変更

体制強化
リハービッシュ（修理）

ブリを防ぐことが出来る。しかし1㎝以上のデブリ衝突の脅威は多くの場所で議論され大きなデブリが衝突すると破裂が免れないこている。ISS（International Space Station：国際とから、デブリ接近が予測される場合はISS宇宙ステーション）の居住区部分にはデブリの軌道を変更している。過去（1999年～2015

ダンパが設置されており1㎝以下の微小なデ年）に25回の軌道変更が行われた（図13）。

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図13：ISSのデブリ回避軌道変更の回数（1999年～2015年）（出典*13）
また、人工衛星についてもデブリが接近する場合は接近予測解析が行われ、デブリ衝突させるADR（Active Debris Removal）が必要と示されている。

回避の軌道変更が行われている。
図14のⒶ緑色の波線（2020年～2210年）が
6. デブリ低減

PMD90%＋ADR年5個の場合を示している。

地球低軌道では希薄な大気が存在する為、その数値は12,000個から14,000個の範囲の変

自然に少しずつデブリの高度が低下し、年数動となっており、2020年の物体数から大幅なが経過すると、最終的に大気圏に再突入して増加は抑えられている。但し、この試算はデブリの数が減少する。しかし、大気圏に再2011年当時の打上げペースを元にしており、突入するまでの年数は、高度600㎞以下ではその後に活発になった小型衛星の同時複数打数年程度、高度800㎞では数十年程度、高度上やメガコンステレーション打上げは試算に1,000㎞以上では数百年かかるとされている。

反映されていないので注意が必要である。また、Ⓐ緑色・Ⓑ青色・Ⓒ赤色の波線の11年周従って、自然落下には時間がかかるため、期の小変動の波は、太陽活動周期による地球デブリの数を増やさないために国連がデブリ大気の膨張の影響を示している。（太陽活動低減ガイドラインを定め、運用終了後25年以大⇒大気膨張⇒デブリの落下が早まる。）

内に衛星を落下させる処置をとることを推奨している。このような運用終了後に人工衛星

このADRに関して、各国の宇宙機関も技の軌道を下げて早期に大気圏に再突入させる術開発の取り組みを始めており、民間では我PMD（Post Mission Disposal）は、現時点ではが国のアストロスケール社が開発を行ってい全 衛 星 の 10% 程 度 し か 実 行 さ れ て い な い。

る。しかし、デブリ除去を実際に行った場合

NASAが2011年4月 に 行 っ た 解 析 に よ れ ば、の費用をだれが負担するかが明確では無く、今後2011年頃と同程度な打上げが行われた場

かつ、低コストでデブリ除去を実施する必要

合、90%のPMDだけでは不十分で、2020年かがあり課題が多い。

らは大型のデブリ（運用終了後の人工衛星やロケット上段）を年間5個、能動的に再突入

なお、静止軌道の衛星では軌道を下げて地11

工業会活動

図14：デブリ増加予測（2011年時点）（出典*14）
球大気へ再突入させることは、非常に大きな7. STM（Space Traffic Management）

エネルギーが必要であり困難なため、国連デ

近年、人工衛星の打上げや有人のサブオーブリ低減ガイドラインによると、運用終了後ビタル弾道観光旅行などの宇宙活動が活発化の人工衛星は静止軌道の上空（235㎞以上）してきており、宇宙空間の物体数が増加してに設定される墓場軌道へ高度を上げることをきていることは上述の通りである。そのため推奨している。

航空機に対する航空交通管理に類似する宇宙交通管理の必要性が検討されている。ただし、現時点ではSTMの統一的な定義はない

図15：SSAとSTMの関係
122020年7月

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表3：陸上、海上、空域及び宇宙の交通管理比較（出典*15）
陸上

海上

空域

宇宙

物体に対する国家
管轄権

国籍国

旗国

国籍国

登録国

領域に対する国家
管轄権

領土=排他的主権

領海=排他的主権

領空=排他的主権なし【※1】

機体の登録

車両登録

船舶登録

機体登録

宇宙物体登録無登録物体の扱い

無登録車は通行不可

無国籍船は拿捕の対象／入港禁止

無登録機は航空
法的制裁なし管制の対象外／【※2】
着陸・通航拒否が、SSAが軌道上の状態把握に重点をおいて期に把握するというインセンティブがあるたいることに対して、STMは打上の許認可かめに受け入れられた実行と言える。

ら、最終的な落下処置等までの管理を目指し

しかし宇宙空間は国家による領有権を一般たものである。一般的な包含関係を図15に示的に禁止されたため（宇宙条約の第2条）、他す。の空間と同様の効果が期待できず、主権国家

表3に陸上、海上、空域の空間における国から空間として統制するインセンティブをも家管轄権の設定のされ方と、それらにおける奪った形になっているということができる。

交通に対する取扱いを整理する。
②第二に、国際的な認知を与えない物体に表3に示される通り、既存の空間に対して対する扱いに特徴がある。（表3中の【※2】）

宇宙空間には決定的に異なる点が二点存在す

船舶や航空機は特定の国家への登録が義務付る。

けられており、登録国の表示によって当該国による保護を前提とし、その反射として登録①第一は、宇宙空間には領域に対する国家国にその機体の国際基準適合性を保証させる主権が及んでいない点である。（表3中の【※ことで、安全で円滑な空間秩序を維持すると1】）他の空間の国際領域は、国家が主権を有いうシステムが構築されている。

する領域と隣接しているため、国際領域からしたがって国籍不明の機体は、領海や領空各国の主権領域への連続性に基づいて、各国では通航や管制の拒否や、強制措置等の対象に国際領域にまで一定のコントロールを及ぼとなる。公海上においては軍艦による臨検やすインセンティブが働く。海上における世界拿捕の理由にもなりうる。このように船舶や航行警報業務（NAVAREA）や航空における航空機においては、国籍の付与がその庇護下飛行情報区（FIR）の運用がそれにあたる。

での運航の前提となっており、登録しなければ運用者が被る不利益が大きいために運用者

これらの業務は、公海あるいはその上空とに登録のインセンティブが存在する制度設計

いう国際領域でありながら、各国が自らコスとなっている。宇宙物体にも物体登録の義務トを負担して交通管理を行っている。これはは存在しているが、事実上は不履行に対する自国の領域と隣接する国際領域へ一定のコン制裁措置が存在していない。

トロールを及ぼすことで、迫りくる危機を早13

工業会活動宇宙空間における国家管轄権の根拠となるにくい空間である」といえる。（出典*15）

宇宙物体登録だが、運用者がこれを怠ったとしても特段の実体的不利益は生じないのである。よって積極的に登録する運用者のインセンティブが低いままになっている。

8. Airspace Traffic Integration（FAA）
FAA（Federal Aviation Administration：米国連邦航空局）の資料（図16、17）によれば、以上の二点において、逆説的ではあるが、フロリダ州ケネディ宇宙センターからロケッ

現代国際宇宙法体系の原則が、混雑した宇宙トが打上げられる場合（一例：SpaceX社の空間に対して秩序をもたらすべき動機を、規Falcon-9ロケット）は、マイアミ発着の航空制者、被規制者の両面から妨げており、「宇便は経路変更が求められている。このような宙空間は本質的に領域としてコントロールし経路変更は従来から行われている。しかし

図16：通常時のフロリダ上空の空路（マイアミへ直行するフロリダ半島東側ルート）

図17：ロケット打上げ時のフロリダ上空の空路（ロケットの危険域を回避するフロリダ半島西側ルートが求められる）（出典*16）14

2020年7月

今 後 さ ら に 宇 宙 活 動 が 活 発 化 し、複 数 のSpace Port・射場から打上げが行われる場合は航空と宇宙の交通統合（Traffic Integration）が必要になるとしている。

第799号*6：https://www.nasa.gov/sites/default/files/files/
OrbitalDebrisProgramOfﬁce.pdf*7：https://swfound.org/media/206348/weedenus-policy-and-capabilities-for-ssa.pdf*8：Lockheed Martin社

以上のように、宇宙空間を今後も長期にわたり持続可能な形で安定的に利用してゆくた*9：https://www.darpa.mil/program/spacesurveillance-telescope

めには、ますますSSA・STMが重要となって*10：https://www.jaxa.jp/projects/ssa/

きている。

*11：http://track.sfo.jaxa.jp/business_overview/
busi_over08.html

出典資料*12：令和2年2月、防衛省の宇宙分野におけ*1：https://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/modeling/

る取組*13：https://www.spacepolicyonline.com/pages/legend.html*2：https://www.seradata.com/final-score-for-images/stories/Orbital%20Traffic%20

2017-463-a-new-record-for-the-number-of-

Mgmt%20report%20from%20SAIC.pdf

satellites-attempted-to-be-launched-in-a-*14：https://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/quarterlynews/pdfs/odqnv15i2.pdf

single-year/*3：History of On-orbit Satellite Fragmentations

ムによる国際宇宙ガバナンス確立の必要（HOOSF）, 15th edition*4：https://www.orbitaldebris.jsc.nasa.gov/性」『法学政治学論究』120巻、2019年*16：htt ps://www.unoosa.org/documents/pdf /quarterly-news/pdfs/odqnv11i3.pdf*5：https://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/quarterlynews/pdfs/odqnv13i2.pdf*15：竹内悠「国際宇宙交通管理（STM）レジー

s p a c e l a w / w o r k s h o p s / 2 017 /ICAOUNOOSA2017/0407_Garceau_FAA.pdf〔（一社）日本航空宇宙工業会

技術部部長

宇治勝〕

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