資料4-2-2
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４回) R3.1.182030 年台／2040 年台宇宙利用市場ニーズ／規模

令和3(2021)年1月18日（国研）宇宙航空研究開発機構

目次
1. 低軌道／中軌道／静止；メガコンステ・通信・測位・常時監視分野
2. 大型低軌道有人プラットフォーム分野／国際宇宙探査／月惑星分野
3. サブオービタル／低軌道；宇宙観光／物資輸送／P2P 有人輸送
4. その他の新分野

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調査方法
 Northern Sky Research社が2019年～2020年に実施した調査資料を基に、部分的にEuroconsult社が2019に実施した調査結果と大きな差異がないことを確認しつつ整理。
 大型低軌道有人プラットフォーム分野については、文科省宇宙開発利用部会 国際宇宙ステーション・国際宇宙探査小委員会報告書を引用
 国際宇宙探査については、JAXA有人宇宙部門探査センターの資料を引用
 月惑星分野については、ISAS公開ロードマップ及び官民で実施している商業月利用研究会資料から引用

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１．低軌道／中軌道／静止；
メガコンステ・通信・測位・常時監視分野

１．１ 衛星打上げ市場予測分析-サマリ①
 2019～2029年の期間における累計の衛星製造・打ち上げ市場規模は，4780億ドル（約４８兆円）と予測．
 用途の内訳としては，技術開発ミッションが全体の約50%を占める見込み．
 高コストなISS等への貨物/人員輸送が技術開発ミッションとして分類されているため，大きな割合となっている．
 顧客セグメント毎の市場規模は，商業分野が約900億ドル，政府・防衛分野が約3870億ドルとなる．
 政府・防衛セグメントが全体の約80%を占め，残りが商業セグメントとなる．
 軌道による分類としては，約25%が静止衛星，残り75%が非静止衛星となる見込み．
 静止衛星が1210億ドル，非静止衛星3560億ドルとなる見通し．

商業
技術開発（ISS関連含む）

政府・防衛

ミッション毎の市場規模

軌道別の規模顧客セグメント別の規模

NSR社, “GLOBAL SATELLITE MANUFACTURING AND LAUNCH MARKETS, 10TH EDITION”, PUBLISHED: JUNE 2020より抜粋

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１．１ 衛星打上げ市場予測分析-サマリ②
 商業衛星打ち上げの市場規模は，2009年から2017年頃までは約1500億円程度のほぼ一定の規模で推移していた．
 2013年頃までは商業衛星打ち上げ市場の大部分は，静止軌道（GEO）への通信衛星の打ち上げが占めていた
 近年は，商業衛星打ち上げ全体の市場規模が成長傾向にあり，特に通信や地球観測衛星のコンステレーションなどに代表される低軌道（LEO）や太陽同期軌道（SSO）への輸送の市場規模が拡大している．
 今後10年程度で，LEOやSSOへの輸送需要は継続的に成長することが見込まれ，今後10年間の累計の市場規模は約80%程度拡大することが見込まれる．
 また，静止軌道の通信衛星の輸送需要については，今後10年間程度は現状と同程度の安定した需要が見込
まれている．

商業衛星市場の動向(2008-2027)
FAA The Annual Compendium of Commercial Space Transportation: 2018より抜粋

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２．１ 国際宇宙探査

国際宇宙探査ロードマップと日本の輸送
国際宇宙探査ロードマップ
2024年

2030年頃

2035年以降補給船(参考) 海外ロケット能力（TLI)

予測される日本の輸送ニーズ（最大）月面への輸送（2030頃～）

SLS (NASA/Boeing)42t

 月面への補給品輸送： 有人月面探査(1回/年)につき2～3t
 月面基地システム輸送：各システム(10t超規模)を3t程度に分割して輸送

Falcon Heavy (Space-X)

21t (*)

Vulcan(ULA)12t

New Glenn (Blue Origin)

11t (*)

Ariane 6+

9t (*)⇒ロケットTLI能力換算 14-20t
ゲートウェイへの輸送（2030頃～）
 3年に1回程度、1回につき4～5t⇒ロケットTLI能力換算 14-16t(*) TLI公表値がないため、便宜的にGTO公表値の80%能力を掲載

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２．２ 商業月利用研究会
ロードマップ（案）⺠間主導で検討を進め、具体的なビジネスイメージをもって国へ提案／提⾔することにより、国主導の科学⽬的の⽉探査と産業界による⽉利⽤ビジネスの両⽴を⽬指す。

2020年9月
商業月利用研究会

主催︓MRI、ispace
事務局︓⽇本宇宙フォーラム
委員／メンバー︓
慶應⼤学（⽩坂先⽣）
清⽔建設
スカパーJSAT
⾼砂熱学⼯業
ユーグレナ
住友商事
Moon Village Association（稲⾕先⽣）
SpaceFood Sphere
オブザーバ︓
内閣府
経産省
⽂科省
INCJ
DBJ
JAXA ※本研究会のアドバイザ

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２．３ 大型低軌道有人プラットフォーム分野（宇宙開発利用部会 国際宇宙ステーション・国際宇宙探査小委員会報告書抜粋）

２．3 「目指すべき姿」の実現に向けた技術獲得ロードマップ(抜粋）（1）国際宇宙探査で必要とされる技術の低軌道における技術実証
国際宇宙探査に必要な技術を低軌道で先行的にISSにて技術実証を行うことにより、探査における４つの重要技術の獲得につなげる。以下に技術実証のロードマップ（概要）を示す。
ISS運用（~2024)

ISS延長（～2030年代)【①深宇宙補給技術につながるLEOでの技術実証】
HTV-Xによるドッキング実証

・自動ドッキング(HTV-X 2号機でISS実証）製作・試験

・探査へ

ISS実証

HTV-X改良型の開発

・筐体の軽量化、燃料充填技術⇒GW補給やLEO拠点化にもつながる技術

機能向上

環境異常検知、状況把握と自動対応、バディ、エンターテイメント

地上技術【②有人宇宙滞在技術】
国際宇宙探査で必要とされる 健康管理技術の獲得
技術のLEOでの技術実証
・超音波エコー、X線・活動の場は探査へ

ISS滞在（Gateway・月面探査に向けた習練の場）

技術研究(探査向け健康管理)

地上技術

・皮膚モニタ、3Dボディスキャン

生命維持・環境制御技術の獲得
凝縮水再生のISS実証
CO2回収のISS実証
空気製造のISS実証
地上技術

・前庭機能障害予防改善研究・製作試験・軌道上実証

・探査へ【完全再生ECLSS】
ISS実証
地上実証による信頼性向上

製造

・探査へ

水処理/触媒/空気清浄/トイレ
注：商業有人滞在に要する健康管理技術の研究は民間企業と調整・共創が必要

・探査へ

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２．３ 「目指すべき姿」の実現に向けた技術獲得ロードマップ(抜粋）（2）将来地球低軌道に向けた４つの重要技術

将来LEOに向けた技術ロードマップでは、民間事業者からの期待が高く地球低軌道の利用拡大に資する有人飛行に繋がる技術や探査にも関係するECLSS技術などを中心に４つの重要技術の獲得を目指す。なお、技術の獲得にあたっては民間技術の積極的な活用や民間リソースを活用しつつ進める。
ISS運用（~2024)

ISS延長（～2030年代)

Post ISSへ【①有人宇宙滞在技術】【有人滞在機会の提供】

健康管理技術の獲得

生命維持・環境制御（ECLSS)技術の獲得【各要素技術の開発実証】
前ページと同様【完全再生ECLSS】前ページと同様製造【部分再生ECLSS】【②拠点技術】

・有人拠点

健康管理技術研究(商業滞在向け)

前ページと同様

与圧部拡張、有人用軌道制御モジュール、Xバンドによる通信高速化、燃料充填等の要素技術

拠点構築技術の獲得
HTV-Xによるドッキング実証

制御技術の獲得

大型太陽電池・ラジエータ(大型衛星バス技術)、大容量熱輸送等の要素技術

大型制御のための研究開発

ISSを含む地球低軌道の【③運用・利用技術】
活動のための自動化・自律化技術の獲得
獲得技術

有人輸送システム

前ページと同様パッケージ型の自動実験技術

探査技術への貢献

データ伝送技術の獲得(衛星間光通信)

将来LEOへの貢献【④輸送技術】

研究開発

製作・試験

有人輸送・帰還技術の獲得
HTV-Xによるドッキング実証

運用【クルーレス宇宙環境利用】

機能向上
小動物の生存回収含む

有人宇宙システム
要素技術研究・ﾊﾟｯｹｰｼﾞ型全自動実験装置

有人輸送システムに向けた要素開発実証

有人輸送のための研究開発（安全・信頼性、アボート等）

低コスト回収システムの実証(民間事業化に向けて)回収カプセルの研究開発・実証

低コスト・高頻度型開発

・探査へ

・サンプル回収12

２．４ 科学探査分野
２．４．１ 天文学・宇宙物理学分野
２．４．２ 太陽系探査科学分野

以降は、各分野について「分野全体を俯瞰する将来ビジョン」、「日本が採るべき戦略」、「2040年を視野に入れた目標」、「今後10年程度の目標」の検討状況であり、今後も議論を行い更新をしていく。

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２．４．１ 天文学・宇宙物理学分野の将来構想（1/2）■ 分野全体を俯瞰する将来ビジョン
大目標：「宇宙の空間と物質の起源の理解」「宇宙における生命の可能性の探求」

宇宙観測の利点を用いて次の課題に挑む。
• 我々の宇宙の成り立ちの理解にかかわる課題：
宇宙の時空間と構造の起源 （インフレーション、宇宙の加速膨張）、多様な天体の形成過程（銀河の形成、星・惑星の形成、元素合成）、宇宙における生命の可能性（太陽系外惑星）など。
• 物理学の根幹にかかわる課題：
素粒子論と物質の根源 （暗黒物質、中性子星）、一般相対論の検証（暗黒エネルギー、ブラックホール、重力波）、極限状態の物理学（プラズマ過程、粒子加速、分子・固体形成）など。

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２．４．１ 天文学・宇宙物理学分野の将来構想（2/2）■日本が採るべき戦略• 戦略的中型、公募型小型、海外計画参加を含む小規模計画などのミッション機会を、柔軟かつ適正に組み合わせることで持続的な発展を目指す。
• 中型ミッション機会を戦略的に利用し、宇宙構造の起源・原始重力波・ハビタブル系外惑星といった宇宙の成り立ちと物理学の根幹に関わる課題に挑戦する。
• 公募型小型機会を利用し、科学目的を絞った先鋭的ミッションを実施することで，強みとなる技術の発展的応用および挑戦的な技術の獲得を戦略性を持って進める。
• 冷凍機技術といった国際的優位性を保つ技術を強化するとともに、将来ミッション像に合致しまた応用性の高い技術領域を同定して技術開発を推進する。

■ 2040年を視野に入れた目標• 国際協力を通じて、太陽系外惑星における生命可能性の探査といった超大型望遠鏡・観測装置が必須となる大型計画へ参加の実現を目指す。
• 原始重力波の直接観測を目指すミッションや銀河・惑星・ブラックホールの誕生過程を解明するミッションなど、我が国の優位性を活かした新機軸の宇宙物理観測・実験ミッションを世界に先駆けて実行する。

■ 今後10年程度の目標•••

XRISM、LiteBIRD、小型JASMINE、HiZ-GUNDAMを我が国主体で進める。
Nancy Grace Roman宇宙望遠鏡、ATHENA、LISAといった海外ミッションへ参加する。
他研究分野との協力によるWSO-UV、SILVIAを実現する。

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２．４．２ 太陽系探査科学分野の将来構想（1/3）■ 分野を俯瞰する将来ビジョン
大目標： 「太陽系と生命がどの様に生まれ、進化して、現在に至ったかを解明する」• 惑星科学（固体惑星，始原天体）： 【太陽系の形成・進化】
太陽系形成過程を物証に基づいて明らかにするとともに、太陽系における惑星材料物質の進化・移動過程を探る。
• 太陽圏システム科学（太陽物理、磁気圏プラズマ物理、惑星大気科学）： 【太陽系の現在環境】
太陽活動の起源および太陽のプラズマ現象を理解し、磁場の起源と変動に迫る。宇宙天気予報を実現し、月や火星など人類の活動圏拡大を支え、地球環境への長期影響を解明する。太陽活動により変動する太陽圏・惑星圏環境を理解し、惑星大気プラズマのダイナミクスと進化を解明する。太陽系と系外惑星系の知見を融合させ普遍的な生命生存可能環境を理解する。
• アストロバイオロジー：【生命の形成・進化・現在】
太陽系における生命起源物質の進化・移動過程を理解し、地球外での生命活動の可能性またはその痕跡を探る。太陽系そして系外惑星における前生命環境およびハビタビリティ（生命圏の持続条件、人類の居住可能性）を解明し、人類の活動圏における生物多様性の保全に資する。
ISASの惑星科学・アストロバイオロジー探査戦略

ISASの太陽圏システム探査

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２．４．２ 太陽系探査科学分野の将来構想（2/3）■ 日本が採るべき戦略• 適正規模の太陽系探査を高頻度で実施し、日本独自の技術や観測機器の実証を系統的に行える枠組みを構築する。
• 国際的な優位性を持つ太陽物理・磁気圏プラズマ分野は、日本独自ミッションだけでなく世界の動向を踏まえた国際協力をさらに積極的に推進する。
• 始原天体探査は、世界におけるリーダーシップを意識し、はやぶさ・はやぶさ２の実績を発展させ国際的な優位性を確立する。
• 物質科学探査については、国際協同プロジェクトおよび我が国のサンプルリターン計画を通して独自の探査手法を構築し、本格的な生命探査ミッションを立案・実施する。
• 日本では実施できない規模の海外主導ミッションへの参加を推進する。
• 我が国におけるチャレンジングで高度な深宇宙探査ミッションを実現する上で必要となる、惑星保護（探査対象天体の保全および地球環境保護）に係る技術的な蓄積を行う。惑星周回探査や重力天体着陸探査については、国際宇宙探査と連携しつつ理工連携により独自の探査手法を構築し、欧米とは差別化された本格的探査を立案・実施する。

■ 2040年を視野に入れた目標• 宇宙物質科学や惑星系形成論、アストロバイオロジーの進展と並走しつつ、小天体探査（地球接近小惑星、彗星、トロヤ群小惑星など）を実施する。
• 国際宇宙探査と連携して、月の水・資源探査や、火星のサンプルリターンおよび気候・水環境探査を実施する。
• 太陽系内生命環境の理解に向け木星・土星衛星リモート観測や直接探査、サンプルリターンを実施する。
• 太陽の磁気プラズマ活動の本質を探るための超高解像度撮像を行う、太陽圏における多点観測機会を最大活用する等の方策から、太陽活動とその太陽圏への影響というテーマの探求を進める。
• 地球に加えて小天体から岩石・ガス・氷惑星のあらゆるスケールにおけるプラズマ環境を超小型・小型編隊飛行衛星群を用いて探査し、地球から惑星圏まで広がる宇宙天気・天体環境の解明を目指す。
• 宇宙物理分野と連携し、太陽系科学分野で培われた技術を系外惑星大気観測に応用することで「生命存在17可能環境の解明」を目指す。

２．４．２ 太陽系探査科学分野の将来構想（3/3）■ 今後10年程度の目標• 始原天体探査において世界をリードしつつ、積極的に国際共同計画にも参加する。
→MMX、DESTINY⁺、Hera、Comet Interceptor• 国際宇宙探査と連携しつつ月着陸探査および火星気候・水環境探査を実施する。
→SLIM、LUPEX、UZUME、MACO/Ice Mapper• 日本が強みをもつ技術を活かした木星・土星衛星探査を実施する。
→JUICE、Dragonfly、氷衛星プリューム探査• 国際的優位性を活かした地球・小天体プラズマ環境探査を実施する。
→BepiColombo、FACTORS、GEO-X、JUICE、Comet Interceptor• イプシロン規模で太陽の磁気プラズマ活動の本質を探る。
→Solar-C (EUVST)、PHOENIX• 海外の大型宇宙望遠鏡計画に参画し系外惑星大気環境を探る。
→WSO-UV18

３．サブオービタル／低軌道；宇宙観光／物資輸送／P2P 有人輸送

３．１ 宇宙観光・旅行市場-サマリ 2020年以降数年間にかけては，宇宙観光・旅行市場を主にサブオービタル飛行がけん引する見込み
 潜在的には非常に多数の需要が見込まれているものの，資金調達および技術課題が実現の制約となっている．しかし，消費者の本市場に対する興味は増しており，サブオービタルフライトにおける信頼性および定常性が示されれば，本市場は成長することが予想される．
 市場規模は年平均86%程度の成長率と予測され，2028年時点では34億ドル程度の市場規模まで成長すると予測されている．
 軌道上への旅行は当面は高価であり，ニッチであると考えられるが，ISSがより商業的なハブとなり，各国の政府主導の宇宙開発計画の影響を受け，成長する見込み．
 サブオービタルフライトの価格は，市場での競争，フライト機会の提供に加え，2地点間輸送の発展の影響を強く受けることが予想される．
Space Tourism Market, 2028
Orbital18%

Suborbital
82%
Source: NSR

サブオービタルと軌道上飛行の内訳

顧客セグメント別の市場規模

NSR社, “SPACE TOURISM AND TRAVEL MARKETS”, PUBLISHED: DECEMBER 2019より抜粋

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３．２ Ｐ２Ｐ 有人・貨物輸送
 航空旅客輸送および航空貨物輸送については，今後20年間で倍増することが予想されている．
 航空貨物輸送需要の増加要因としては，Eコマース需要の更なる増大などが挙げられる．
 航空貨物輸送は，高付加価値製品の主要な輸送手段となっている．
 航空貨物輸送は，全貿易量に対して質量ベースでは1%以下の割合しか占めないが，金額ベースでは35%程度占める．
 2040年頃には全世界で約3000機のジェット貨物機が運用される見込みであり，そのうち細胴機と大型機が約35%となり，残りが中型機となる見込み．

米国を発着する全旅客数の推移の予測
FAA Aerospace Forecast Fiscal Years
2020-2040

貨物輸送の実績と予測
一般財団法人 日本航空機開発協会
民間航空機に関する市場予測 2019-2038

ジェット貨物機の運航機数およびシェアの実績と予測
一般財団法人 日本航空機開発協会
民間航空機に関する市場予測 2019-2038

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３．２ Ｐ２Ｐ 有人・貨物輸送
 宇宙機を活用した超高速2地点間輸送については，各社が提案している．
 SpaceX社は，開発中のStarshipを活用した超高速2地点間輸送（ニューヨーク-上海間を40分程度で結ぶ速度）を提案している．
 Virgin Galactic社は，将来的にはSpaceship 2を活用した超高速2地点間輸送を計画しており，低軌道輸送よりもむしろ超高速2地点間輸送に集中する計画．
 航空分野においては，SSBJ(Super Sonic Business Jet)については一定の需要が見込まれるため，開発が進められている．
 Aerion社は，12名乗りの超音速旅客機AS-2を開発中であり，2020年代中盤の就航を目指している．
 Boom社はより，大型の超音速旅客機の検討を進めているが，エンジン選定などに難航している模様．
©Aerion©Space X

SpaceX社のStarship©Virgin Galactic

Virgin Galactic社のSpaceship 2

Aerion社の超音速旅客機（12名：航続距離7800km M=1.4）©Boom

Boom社の超音速旅客機（50名：航続距離8300km M=2.2）

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４．その他の新分野
軌道上サービス（寿命延長、サルベージ、再配置、デオービット、ロボティクス、SSA（宇宙状況把握）、デブリ除去）

４．１ 軌道上サービスーサマリ①
 軌道上サービスは成長市場であり，2019年～2029年にかけての10年間の累計市場規模は約3100億円程度となる見込みであり，年平均成長率(CAGR)は63%となる見込み．
 市場動向は主に寿命延長サービスによって支配される可能性が高い．
 2029年には，単年度の市場規模が約500憶円程度となることが見込まれる．
 軌道別でみると，静止軌道と非静止軌道の市場規模は2：1程度となり，静止軌道における軌道上サービス需要が大きい．
 需要（ミッション数）としては非静止軌道が多いが，市場規模としては，ミッションの複雑さ等により静止軌道における軌道上サービスの市場規模が非静止軌道の約2倍となる見込み．

2019年から10年間の軌道別の需要予測

サービス別の需要予測

NSR社, “IN-ORBIT SERVICING & SPACE SITUATIONAL AWARENESS MARKETS, 3RD EDITION”, PUBLISHED:FEBRUARY 2020 より抜粋

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４．１ 軌道上サービス－サマリ②
 宇宙状況把握(Space Situation Awareness: SSA)サービスは，衛星の飛行経路の解析，監視等のサービスであり，近年商業的にサービスが提供されている．

 理論的にはほぼ全ての衛星が顧客になりうるが，主に高リスク軌道（LEOやトランスファー軌道）の衛星が主要なターゲットとになり，非静止衛星が大部分を占めると予測されている．
 SSAのサービスは成長市場であり，2029年頃には15億ドル程度の市場規模まで成長する見込みである．

2019年から10年間にかけて予測される衛星の故障等による損失
NSR社, “IN-ORBIT SERVICING & SPACE SITUATIONAL AWARENESS MARKETS, 3RD EDITION”, PUBLISHED:FEBRUARY 2020 より抜粋

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