資料5-1

宇宙輸送意見交換会の活動状況

研究開発局宇宙開発利用課
革新的将来宇宙輸送システム実現に向けたロードマップ検討会(第5回) R3.2.10

有人旅客輸送（Ｐ２Ｐ，宇宙旅行）の目標設定と事業化のためのインプレメンテーションの議論

第５回宇宙輸送システムロードマップ検討会
2021年2月10日
稲谷芳文・中須賀真一

補足：1.意見交換会からの宇宙基本計画改定に向けた提言
2.スペースＸの「再使用」について
3.日本に技術的な能力はあるのか？

「将来輸送系意見交換会（勉強会）」 （2019−20年度）の議論経過「将来輸送系意見交換会」開催の動機・・・政策委員会輸送長期ビジョン（2014年4月）から５年経過し新たな状況での議論必要・・・新基幹ロケットＨ３の開発終了を迎える時期に備え，次の議論をしておくべき・・・内外の状況の大きな変化（民間の宇宙活動の伸展，国と民間の新しい関係，国際有人探査の新しい状況，安全保障環境の変化など）を踏まえた対応必要

意見交換会メンバー：
発起人（稲谷，中須賀）
参加者：輸送・衛星レガシースペース（１５），ニュースペースビジネス/ベンチャー（１５），
国・府省（１０），ＪＡＸＡ（２０），大学（１０）・・・各回約７０名（人数は概数･６回開催の平均）

意見交換会第一回に提示した議論すべき論点案
１．日本の基幹ロケットはアメリカの民間などとの競合や併存の中で，どう運営していくのか？
２．次の時代に向けた輸送系のＲ＆Ｄ投資や有人輸送の方向性は如何にあるべきか？
３．民間の活動の伸長と国の支援や関与，国と民間の役割分担の今後はどうあるべきか？
４．国際有人月火星探査の土俵での輸送分野において日本の役割を如何に定めるべきか？

意見交換会での議論のための背景

日米欧の国主導の輸送手段の現状とArtemis計画の輸送エレメント

Are Ariane6 & H3

SLSSpace-X， BlueOrigin の商業打ち上げや月・火星を目指す独自プロモーション現在までのロケット開発の流れと次へのスコープ（中国・ロシア・インドは除く，小型・超小型ランチャは除く）

1980
1990
2000

H1

H2

H2A

2010

H2B

2020

H3

2030
2040

M3S

M3SII
M-V

EpsilonArian4STS

Space Shuttle

Arian6& their evolution

・
・
・
・

Arian5
Vega

Delta/Atlas

retired

SLS

・
・
・
・

Vulcan/ULA
Omega

アメリカの民間SpaceX, Blue Origin

Falcon1
New Shepard
Falcon9/9R
Falcon Heavy
New GlennStarship

この時点で如何なる目標設定をして実行するのか？が議論の主題

世の中を前に進めた仕事の例（航空宇宙関連とその他の世界）と実現に要した時間
第二次大戦後民間航空輸送が「誰でも海外旅行」の世界を作るまで：１９４５−１９７０
民間旅客機：欧・エアバスがボーイングとの２強体制を作るまで：１９７０−２０００
アリアンスペースが商業衛星打ち上げ市場で重要な役割を果たすに至るまで：１９８０−１９９５
スペースＸ社の創設から衛星打ち上げマーケットを支配し有人輸送を事業化するまで：２００２−２０２０
新幹線計画着手から全国に輸送ネットワークを構成するまで：１９５５−１９９０
ＧＰＳが本来の目的を超えて民生の世界で様々な革新を起こすに至るまで：１９７３−２０００
インターネットが世の中のいろいろな仕組みを変えるに至るまで：１９８２−２００５
リニア新幹線の研究開発から実用まで：１９９０−２０２７
シャトルの運航開始後次の世代の再使用往還機が就航するまでに要した時間：１９８１−？？
アポロから次の有人月着陸までの時間：１９６９−？？
新しい試みが，新しいマーケットを生み出し，経済的に事業が成立する世界を作り，世の中を前に進めることが出来る．10年ー20年という時間は技術が成熟してうまくマーケットを刺激すれば実行に十分な時間である，と言う例が多い．マーケットと無縁の国威発揚や技術ドライブのＲ＆Ｄは一過性の営みに終わる．

目標設定の考え方（イノベーションによる輸送モードの進化と言えるほどの目標設定）
１０ー２０年の時間スケールで，世の中を前に進めるような規模や内容のゴール設定をする
有人宇宙輸送が一般化するような巨大なマーケットの創出と，大きな投資を引き出す
高度な技術によって先行するアメリカ民間などを凌ぐ目標設定とする

目指すべきゴール設定（２０３０−２０４０）
有人旅客輸送のマーケットの創出と新しい輸送体系の構築
・ Ｐ２Ｐ大陸間高速輸送
１０時間以上の航路の航空旅客数＝１．５億人／年
この内１〜１０％の旅客が高速輸送を選択＝百万から千万人が利用／年
切符一枚ファーストクラス並み＝１−２００万円
年間売り上げ＝１兆〜２０兆円規模の市場
http://www.thespacereview.com/article/3680/1

主要大都市間を１−２時間以内で飛行・ 一般大衆の宇宙旅行
年間旅客数＝１００万人
切符一枚＝１−２００万円
ワンフライト経費＝１億円
乗客数＝５０人
運航＝６０機のフリートを毎日運航
年間売り上げ＝１．３兆円（日本国内）
世界では１０兆円規模

日本ロケット協会「宇宙旅行」のスタディから

マーケットドライブの事業化ゴールを達成するためのシステムの要件
一般大衆の宇宙旅行，Ｐ２Ｐ大量高頻度輸送（年間１００万人輸送）などの目指すべきマーケットから導かれる運航システムへの要求
輸送コスト ＝ １フライト 〜 １億円 （現在の使い捨てロケットの1/100）
宇宙旅行・長距離高速飛行の切符１枚 = １００〜２００万円

機体の飛行間隔＝

毎日飛行

輸送人数の規模〜 年間100万人＝1日3000人（e.g. ５０機のフリート運航）

機体の再使用回数>>

事故確率（機体喪失率）〜 1 / 100万 departure ＝ 民間航空輸送並み

1000 回（チケットプライスと減価償却の考察から）これらの要求を満たす輸送体系を構築するため，マーケットの要求からバックキャストしてシステ
ム形態・技術ソリューション・Ｒ＆Ｄ計画や事業計画を考える．技術ソリューションとしてどのような形態や方式などを採用するかは，開発の難易度や経済合理性で決めることである．

大量高頻度の有人旅客輸送と有人安全性をもたらすシステム構築のために必要な技術
シャトルの次に向けた発展のために多くの投資が１９９０年代になされ，宇宙輸送を航空輸送の世界のような高頻度繰り返し運航を実現し大幅な輸送コスト低減を図るために克服すべき技術課題は同定されている．実行に向けて，マーケット要求（前頁）を満たすシステム形態を選定し，これに応じて内容の取捨選択と研究目標の設定により研究計画を立案する．これらの先端技術の獲得と適用により，先行する米民間などを凌ぐ航空機的高頻度大量輸送ゴール設定を達成することが出来る．
有人輸送の安全技術
安全基準と制度整備
高頻度繰り返し飛行運用技術
極低温ロケットエンジン
高性能，長寿命
運用性，整備性の両立
超軽量化構造と極低温推進剤タンク
機体の複合材化
高度補償ノズルによる推進性能向上
再突入帰還飛行に耐える
耐熱材料構造・冷却
軽量化と耐久性，整備性の向上

スペースシャトル

大気圏内極超音速飛行
空気吸込エンジンの進化第６回までの宇宙輸送意見交換会（2019−2020）での議論要旨

有人輸送の持つ桁違いに大きなマーケットのポテンシャルを引き出す様な計画とし，Ｐ2Ｐから宇宙への旅客輸送への連続性を条件とする．
これらのマーケットドライブの要求を満たすため，有人輸送の体系構築と運用・事業化までを視野に入れ，段階的発展のプロセスによって2040年までに新しい輸送やサービスを日本の基幹産業とすることを目指す．
先行するアメリカ民間などに比べ，高いレベルのゴール設定や高度な技術によって差別化することのできるソリューションを導く．
従来の国主導の宇宙計画でなく，民間主導で推進する開発･事業計画に，国がカッ
ティングエッジの研究開発や制度整備で貢献するような，民間と国の新しい関係と実行体制を具体化する．

宇宙輸送のゲームチェンジ
国の宇宙開発からマーケットドライブの民間主導の活動への転換

これまでの宇宙の仕事

これからの宇宙の仕事（輸送の将来をイメージ）

国の方針
民間の事業活動

国の目標・支援最近では内閣府
宇宙政策委員会

・・・
民間ボディ
文部科学省
ＪＡＸＡ

レガシー
ニュースペース
これらの連合体

他省庁

支援 文部科学省（先端研究）
経済産業省（産業政策）
国土交通省（制度整備）

・・・・・

実施機関など・・・
民間主体の開発

発注
納入

・・・

レガシースペース

研究支援
知財提供
制度整備
アンカーテナンシー

ＪＡＸＡ
研究機関
大学

研究機関
実施機関

ゴールへの到達のイメージ＝ゲームチェンジへのトランジション
２０２０

２０２１

２０２２

２０２３

２０２４・・・・・・・・・・・２０３０・・・・・・・・・・・・・２０４０

意見交換会
局長諮問委
宇宙基本計画など
ゴール設定とインプレの議論（組織名などは仮）

有人旅客輸送研究開発組合
民間実行ボディによる段階的事業実行への発展
民間と国の
新しい関係
の構築

Ｐ２Ｐ・宇宙旅行の
事業展開と
ゴール達成
10兆

研究開発，インフラ/制度整備，アンカーテナンシーなど
民間による事業化へのトランジション支援

国（各府省），ＪＡＸＡ，大学など

1兆

1000億

民間による
ビジネスの拡大と輸送マーケットの成長（円/年）

段階的進化のための
各stepでの投資規模のオーダ（億円）

100億
/年

〜100
第一段階

事業化

事業化

アンカーテナンシー

アンカーテナンシー

〜1000
第二段階

・・・

事業化
〜10000
第三段階

民間主導･国支援プラットフォームの体制構築 （組織名などは仮）準備会から組合を設置，民間資金，国のサポートを得て，組合の主導（または組合と一体で）民間主導の実行ボディ（企業体）を機能させ，段階的な発展を図る図式を考える．組合と事業体の関係，国の活動や支援とビジネス/ファンドレイズの関係などは要議論
有人旅客輸送研究
開発組合準備会
・

企画・計画立案
体制設計

有人旅客輸送研究開発組合

step1
step2
ゴール
開発･運用・事業体１ 開発・運用・事業体２
開発・運用・事業体
・・・
先端技術*
有人技術*
Ｐ２Ｐ・宇宙旅行

先端技術研究開発／インフラ整備／制度整備・・・

国（各府省），ＪＡＸＡ，大学など#：有人旅客輸送の高い目標設定と先端技術による差別化によってもたらされる．各stepでの実行内容
はＰ２Ｐから宇宙旅行という最終ゴール達成の目的に整合する内容とする．同時に先端技術開発プロ
グラムもゴール達成の要請から実施内容を決めて行われる．
##：国の投資および投資による成果は，組合を通じてあるいは直接に実行事業体に提供される*：第１，第２stepでの実行内容や事業内容は仮の例である．

論点と今後の課題

準備会のタスクへ輸送の不連続的イノベーション，マーケットの定量化とマーケットドライブのゴール設定，および大きな投資の対象となるようなビジョンを描き， 結果として日本の勝ちワザを作るためのムーブメントを如何に起こすか＝世の中への発信
技術や制度整備とビジネスモデルの間のブリッジ＝民間中心の事業実行体制と，国と民間の新しい関係の構築（リスクマネーを含めた投資の獲得と国の支援体制の獲得）
有人輸送開発と実行のイニシアティブと責任をとるボディの必要．有人輸送に対する安
全基準，制度整備の主体．
技術革新と高いレベルのゴール設定による先行者との差別化＝先端的技術成熟計画＝国（文科省）の投資
広範囲のサポート獲得・・・世の中の支援，エアライン，旅行業界，エアポートビジネス，
水素社会に向けたコミュニティ・・・
国際共同の可能性，独自遂行の強い意志と共同の戦略･戦術が必要．

The best way to predict the future is to invent it.
Alan Kay補足１：宇宙基本計画改定に向けた意見交換会からの提言
将来輸送系意見交換会
２０１９年４月−１２月

次に向けたゴール設定の議論

意見交換会からの提言（要約）https://www.mext.go.jp/kaigisiryo/content/000036456.pdf

１．大きなマーケット開拓につながる宇宙旅行やＰ２Ｐなどの事業化ができるような目標設定をすること
２．段階的な発展の計画を立案し，初期段階の実行を速やかに行うこと．各段階で事業化が成り立つ計画とし，国から民間事業へのトランジションを促すこと．２０３０−４０年に日本の基幹産業とすること．
３．民間事業として有人輸送が実行可能な安全基準の策定などの制度整備を行うこと．
４．国は高度な研究開発，実行インフラの提供や制度整備を，これを活用して民間が事業化する，という新しい国と民間の関係を構築する．
５．これらの輸送体系の構築に際し，国際有人探査の輸送や安全保障分野との関連を考慮すること．
６．高いレベルの実行を担う人材の育成と実行基盤の充実，およびその連続性に十分な配慮をすること．

内閣府宇宙基本計画改定
２０２０年７月
民間ビジネス，輸送の抜本的な低コスト化，有人輸送，Ｐ２Ｐなどへの言及

補足２：スペースＸ：ファルコン９とStarshipの「再使用」
ロケット一段目の再使用の技術を実用化した．開発には試作機（２０１２
年）から２０１５年までの３年間程度で実行．１機の再使用回数はこれまでのところ最大で５回程度，再使用インターバルは大多数は１００日以上で最短は４５日，最長は４００日．現在６機体制で運航だが初期の着陸失敗の多い時期をを除いても，１０−２０回の打ち上げに一回程度の機体喪失
で，補充の製造を行っている．ロケット打ち上げコストの低減は１割程度と言われている．一方で一段を再使用することによって，打ち上げ性能は２−３０％の低下．
ファルコン９の，日欧を含む他の衛星打ち上げサービスに比べた優位性
は，この再使用化がコスト低下または競争力のもとと象徴的には見られている．ところが実際は，国の補助や打ち上げ価格の国と民間顧客に対する二重価格の許容，黒字化より市場支配を優先などの営業的な事業運営の手法によるところが大きいと言われる．
Starship（軌道投入帰還機）とSuper heavy（第一段）と言う全段再使用の構
成で，アポロのサターン５に比べても巨大な２段式システム，大推力（200トン）２段燃焼メタンエンジンを多数クラスタで使う．一段はファルコン９と同様の帰還再使用，二段は地球周回軌道および月軌道からの帰還も考えている模様．有人仕様は１００人の搭乗と言う構想．２段目は軌道上で別のタンカー機から燃料充填によって月火星に到達する．月火星に着陸後の地球帰還についても検討されているが構想の段階．
開発にはシャトル並みの高度な技術や開発手法が必要だが，国主導やＮＡ
ＳＡの開発プロセスに捕らわれず，民間ならではの迅速な意思決定や大胆な試行錯誤の方法で，スピード感高く，行われていると言われる．この方法で高度かつ大規模な開発が実行できるか注目される．
現在の航空輸送のような宇宙旅客輸送の事業化には年間１００万人，毎日
１００機飛行などという高頻度大量輸送が必要とされるが，このような二段式巨大システムや非脱炭素燃料で航空機的高頻度運航や環境対応が実行できるか，社会が受容するか意見の分かれるところ．

補足３：さて日本に技術的な能力はあるのか？
日本の将来宇宙輸送システム研究

日本では実用の世界ではＨ２からＨ３，イプシロンロケットが使い続けられ，コスト競争力は別にして，技術は世界レベルである．1990年代を中心に，シャトルの後継に向けて，日本でも将来型の輸送システムの研究が，推進系，帰還･着陸飛行，再突入・耐熱，繰り返し運用などの多様な分野で一定規模で行われ，ＪＡＸＡ，大学，
インダストリーに研究開発能力を有する．維持の論理でなく，次の挑戦的開発の機会を得ることによって，技術も人材も継続発展させることができる． １０−２０年の視点で輸送モードを進化させるために，新たに取り組
むべき先端的な技術課題は，乗客の安全を含む有人輸送の技術，宇宙飛行における航空機的繰り返し飛行
運用の技術，単段式が可能になるほどの軽量化や高性能化の技術，などである．