情報収集衛星

情報収集衛星とは、日本の内閣官房が、安全保障や大規模災害への対応、その他の内閣の重要政策に関する画像情報収集を行うために運用している偵察衛星である。

1. 導入の経緯
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1.1. テポドンの発射
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1998年8月31日、朝鮮民主主義人民共和国が咸鏡北道舞水端里の発射場から、何らかの“飛翔体”をほぼ東の方向に向けて発射した。飛翔体の一部は日本海に、他は、日本の東北地方上空を通過して、三陸沖の太平洋に落下した。北朝鮮は、これを人工衛星「光明星1号」の打上げであり、打上げは成功したと報道した。しかし、日本国政府はこれを弾道ミサイルテポドン1号の発射実験と判断し、北朝鮮に対する非難声明を採択した。それとともに、日本国政府はKEDOへの資金拠出を凍結した。

この事件をきっかけに、与党の自民党内において、日本が独自に偵察能力を獲得することを希求する声が高まり、他国のシャッター・コントロールに左右されない国産偵察衛星の保有が検討され、これに野党の民主党も概ね同調した。同年11月には、早くも情報収集衛星の製作が決定され、同年12月22日に情報収集衛星の導入が閣議決定された。2011年までに、8,181億4166万4729円が投じられている。

1.2. 情報収集衛星と偵察衛星
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法令上の情報収集衛星の定義は、「我が国の安全の確保、大規模災害への対応その他の内閣の重要政策に関する画像情報の収集を目的とする人工衛星」である。

日本の衆議院が1969年に全会一致で可決した「わが国における宇宙の開発及び利用の基本に関する決議」では「宇宙に打ち上げられる物体及びその打上げ用ロケットの開発及び利用は、平和の目的に限り」と言明しており、日本国政府も宇宙の軍事利用を平和構築の手段として認識していなかったことから、日本の衛星開発と利用は専ら非軍事目的に限られ、軍事衛星用の偵察衛星の保有を忌避してきた。

しかし、北朝鮮のテポドン発射事件後、偵察衛星の保有が日本の国家安全保障上の喫緊の課題となった。このため、1985年に出された「一般的に利用されている機能と同等の衛星であれば利用することは可能」とする「一般化原則」の政府統一見解に則って、1998年に大規模災害等への対応もできる多目的な「情報収集衛星」を事実上の偵察衛星として保有することが決定された。

その後、2008年5月21日に成立した宇宙基本法で「国は、国際社会の平和及び安全の確保並びに我が国の安全保障に資する宇宙開発利用を推進するため、必要な施策を講ずるものとする。」と明定されたことから、非軍事という制約を脱し宇宙条約の国際標準である非侵略目的の衛星保有が法的にも正式に認められることになった。この流れを受けて、日本政府は一般化原則の枠を超えて、開発開始時点において商用衛星の分解能を超える情報収集衛星光学5号機の研究開発に2009年度から着手した。

宇宙基本計画の策定作業では、弾道ミサイル監視目的の早期警戒衛星導入も検討され、2009年4月5日に再度発生した、北朝鮮のミサイル発射実験もあって、一時これに関する議論が日本国政府において活発になったが、2013年4月時点で「我が国独自の早期警戒衛星を持つとすると莫大な予算が必要であり、費用対効果の観点も含め、政府全体として考えていきたい」と導入に対する進展は見られていない。

2. 衛星
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2.1. 衛星の概要
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情報収集衛星は、光学センサを搭載して画像を撮影する光学衛星と、合成開口レーダーによって画像を取得するレーダー衛星との2機を一組として、二組の体制を目指して運用が開始され、将来的に光学衛星4機、レーダー衛星4機、データ中継衛星2機の計10機体制での運用を目指して構築中である。

2023年1月26日時点では、設計寿命を超えて運用が続けられている衛星もあるため、光学衛星3機、レーダ衛星5機、データ中継衛星1機の計9機体制になっており、同日に打ち上げられたレーダ7号機の稼働が始まれば、光学衛星3機、レーダ衛星6機、データ中継衛星1機の10機体制となる。

光学衛星は、昼間の写真撮影を行う。一方のレーダー衛星は、光学衛星より分解能は落ちるものの、夜間および曇天でも画像取得が可能であり、最新の情報収集衛星の光学衛星の分解能は30cm級、レーダ衛星の分解能は50cm級より高性能とされている。なお分解能とは「識別できる物体の大きさ」ではなく「固体撮像素子の画素1辺の長さに相当する地上物体の長さ」の事であり、その性能は分解能10mで大きな建物の検出がどうにかでき、5mで建物の存在が判別でき、2.5mで建物の種類の区別がどうにかでき、1mで建物の種類と車の存在の判別ができ、50cmで車の種類の区別がどうにかでき、25cmで車の種類の判別ができ、10cmで1台1台の車について説明ができる程度である。

弾道ミサイルに対する偵察を目的に導入された情報収集衛星であるが、地球低軌道の太陽同期準回帰軌道を1周約90分で周回しながら約4日で回帰して撮影するため、対象の上空を通過した時に弾道ミサイル発射の兆候を捉えることは出来ても、発射の瞬間を捉えて警報を出すことはまず不可能であり、これは静止軌道を周回する早期警戒衛星の役目である。

情報収集衛星の管制・運用は、内閣官房に属する情報機関である内閣情報調査室の内部組織である内閣衛星情報センターにより行われる。衛星は4日で回帰するため、地球上の任意地点を毎日最低1回は観測可能となるよう、二組計4機の体制を構築することが目標とされていたものの、2003年11月のH-IIAロケット6号機の打ち上げ失敗による衛星の喪失と、レーダ1号機及びレーダ2号機の早期故障のために、二組計4機体制の構築は予定より遅れた。2013年4月26日にレーダ4号機の本格運用が始まり、約10年遅れで念願の二組計4機体制が完成した。

各衛星の設計寿命は、当初は5年、光学6号機とレーダ7号機以降は6年で、実証衛星に限り2 - 3年になっているが、レーダー衛星の相次ぐ早期故障を受け、2015年2月1日にレーダ予備機を投入した。これにより実質的に光学衛星2機とレーダー衛星3機の計5機体制となった。

2015年、内閣衛星情報センターは「撮像時間の多様化及び撮像頻度の向上のため」、従来の4機体制を改め、将来的に情報収集衛星8機、データ中継衛星2機の合計10機体制とすることを検討した。検討では、新たに整備する情報収集衛星4機を「時間軸多様化衛星」と位置づけ、「関心対象の発見、識別及び詳細監視のために運用」する従来の4機の「基幹衛星」に対して、「基幹衛星により発見、識別した関心対象の動態的な監視のために運用」し、基幹衛星とは異なる軌道で運用するとされた。また撮影データはデータ中継衛星を経由して地上局に送信するとされ、さらに衛星の運用期間を、光学7号機以降は1年延長して6年運用とし、開発期間の繰り下げと打上間隔の延伸によりコストを縮減することも検討された。その後、同年12月8日に開催された宇宙開発戦略本部で、時間軸多様化衛星と運用期間15年のデータ中継衛星を打ち上げること、光学6号機、レーダ7号機以降の光学とレーダー衛星の運用期間を1年延長した6年とすることが決定し、改訂された宇宙基本計画工程表に盛り込まれた。

2020年11月に最初のデータ中継衛星となる「データ中継衛星1号機」が打ち上げられており、2022年12月23日に開催された宇宙開発戦略本部で改訂された宇宙基本計画工程表によると、2026年度に最初の時間軸多様化衛星となる「光学多様化1号機」を打ち上げる予定である。

2.2. 衛星の一覧
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情報収集衛星の軌道データ・運用データは、内閣官房が非公開にしているため、以下のデータは公開された資料に記載の範囲、もしくはマスメディア報道による断片的な情報である。打上げ予定のスケジュールは、宇宙開発戦略本部の宇宙基本計画工程表を参照した。

なお、レーダー衛星は公式表記では「レーダ衛星」と語尾の長音符が省略されている。NORAD識別名・NSSDC ID・カタログ番号は日本国政府から公表されていないため、NSSDC及び検索エンジンを参照した。

背景色が■は打上げ失敗を、■は運用終了が判明している衛星を表す。



2.3. 衛星の諸元
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衛星の正式な諸元は非公開のため、以下のデータは公開された資料に記載の範囲のものである。以下の省庁が開発に参加した。

文部科学省：衛星バスの開発および光学センサの開発とりまとめ、ならびに衛星システム全体の取りまとめを担当
経済産業省：合成開口レーダーの開発とりまとめ
総務省：衛星が撮影した画像を地上へ伝送するデータ伝送系の開発とりまとめ
内閣官房：地上システムの開発とりまとめを担当衛星の研究・開発は主に宇宙航空研究開発機構や情報通信研究機構、三菱電機、日本電気、ニコン、地上システムの研究・開発は主に日本電気や日立製作所が受注している。

2002年度に打上げられた第1世代においては、データ送受信用アンテナには従来の陸域観測技術衛星で使用されていた全指向性低利得アンテナは採用せず、衛星の姿勢変更に柔軟に対応でき、指向特性にも優れたアクティブフェーズドアレイアンテナが採用されている。人工衛星の重量は約2トンと報道されている。

なお、「情報収集衛星の観測性能のうち分解能の限界値を示すもの」は、内閣官房の特定秘密に指定されている。このほかに情報収集衛星等の運用のための暗号アルゴリズム、暗号鍵又は暗号鍵の配送方式に関する事項について19件が特別管理秘密に指定されているが、これらの具体的な名称は、公開すると情報収集活動に支障を及ぼすおそれがあるため公表されていない。

2.3.1. 光学衛星
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第2世代までの光学衛星には、陸域観測技術衛星だいちに搭載されたPRISMおよびAVNIR-2を改良した機器が搭載されている。

第1世代 モノクロ画像用にパンクロマチックセンサー、カラー画像用にマルチスペクトルセンサーを搭載。 総合科学技術会議の資料によると、衛星の名称として「IGS-O1」および「IGS-O2」が使用されている。 第2世代 第2世代は第1世代の改良型である。ポインティング性能および撮像時間が向上されているが、分解能は第1世代と同じとされている。 資料によると「次期情報収集衛星1」または「次期衛星1」と呼称されている。この「次期衛星1」は第1世代の予備機的な性格を持たせようとして開発が急がれた。 第3世代 第3世代は、諸外国の光学衛星の開発動向を考慮して更なる高分解能化を目指した衛星である。分解能は60cm級とされており、姿勢制御能力を大幅に向上させて様々な角度からの撮影を行うことができる。また、衛星からの画像を処理するための地上システムも同時に増強されている。 資料によると「次期情報収集衛星2」または「次期衛星2」と呼称されている。 第4世代 第4世代は第3世代と同等の光学センサを搭載しているが、ポインティング性能が向上している。開発開始時点の2005年に報道された内容によると、材質の軽量化や太陽電池パネルの効率向上により1.2トンまで小型・軽量化され、ポインティング性能が更に向上しているという。 第5世代 分解能は41cmより高性能。マスメディアでは30cm級若しくは40cm級と報道されている。

2.3.2. レーダー衛星
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第2世代までのレーダー衛星には、光学衛星と同様に、陸域観測技術衛星だいちに搭載されたPALSARを改良した機器が搭載されている。

第1世代 第1世代は合成開口レーダーを備えている。 なお、総合科学技術会議の資料では、この衛星の名称として「IGS-R1」および「IGS-R2」が使用されている。 第2世代 第2世代は、第1世代に比べて撮像時間が向上されているが、分解能は第1世代と同じとされている。 第1世代および第2世代のレーダー衛星の名称は、それぞれ、資料において「次期情報収集衛星1」または「次期衛星1」、および「次期情報収集衛星2」または「次期衛星2」と呼称されている。「次期衛星1」は第1世代の予備機的な性格を持たせようとして開発が急がれた。 第3世代 分解能を約1mに向上させ、電源の不具合対策を実施した。 第4世代 産経新聞は分解能を約50cmに向上させたとしている。

2.4. 衛星の高度と軌道
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高度約490kmの円軌道
軌道傾斜角は約97.3°
日本上空付近を通過する時刻は10:30から11:00までに設定情報収集衛星の軌道要素は、日本国政府から情報公表されていないが、当初、アメリカ航空宇宙局ゴダード宇宙飛行センターにあるNSSDCから、NSSDC IDと共に2行軌道要素形式が公表されており、日本国政府から公開停止要請があるまで、2週間ほど公開されていた。

NSSDCの情報は、NORADが保有する軌道上を監視するレーダーから得られたものであり、NORADは打ち上げられた人工衛星に衛星カタログ番号を割り振り、アメリカ合衆国連邦政府はアメリカ合衆国の国益に反しない限り、人工衛星の軌道要素を情報公開している。内閣府の担当者は、それを知らずに外部から指摘され、公開停止要請をしたと見られている。

また、2007年2月に打ち上げられた、レーダー2号機と光学3号機実証衛星についても、NORADから情報が公開されており、高度約490kmを周回していると報道された。軌道要素はNASAやNORADで公開された情報を転載している、民間団体の人工衛星検索エンジンサイトからも情報を得る事ができ、日本国内でも情報収集衛星の撮影に成功している者がいる。

そもそも人工衛星の軌道要素は、天体望遠鏡で天体観測をして、それに基づいて計算をすれば、アマチュア天文ファンや、アマチュア衛星を運用するアマチュア無線家でも知ることが出来るものであり、情報収集衛星の打ち上げ日時が公開されている以上、情報収集衛星が地球上の特定の地点を通過する日時は、隠しておく事が出来ないものである。

2.5. データ中継衛星
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これまで情報収集衛星は地上局へのデータの直接送信しか行っていなかったが、大量のデータを迅速に入手するにはデータ中継衛星が必要であることから、新たにデータ中継衛星を導入する方針を固めた。2019年度の打ち上げを目指して、2015年度予算案に、情報収取衛星用のデータ中継衛星1号機の関連予算の一部が盛り込まれ、最終的に、2020年11月29日にH-IIAロケット43号機により打ち上げられた。

2.6. 打ち上げ
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衛星の打ち上げは、初回はNASDAにより行われた。2003年10月にNASDAが特殊法人改革で改組され、以降は後身のJAXAにより行われている。また、2007年後半からロケット打ち上げ関連業務のほとんどが三菱重工業に移管されたため、2009年以降は三菱重工業が行っている。ただし、最終的な打ち上げ実行・中止の判断や安全管理業務はJAXAが行い、全責任を負うこととなっている。

3. 運営と運用
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3.1. 組織
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内閣官房長官が主宰する内閣情報会議に属する「情報収集衛星推進委員会」が情報収集衛星の開発に関する基本方針等を総合的に検討し、事務方の内閣官房副長官が主宰する「情報収集衛星運営委員会」が情報収集衛星の運用に関する基本方針の定義・監督を行っている。「情報収集衛星運営委員会」の委員は、内閣危機管理監、内閣官房副長官補、内閣情報官、内閣衛星情報センター所長の他、警察庁、公安調査庁、外務省、防衛省の局長クラスで構成され、その下に設けられた幹事会が、利用省庁からの要請に基づき、撮像箇所や日時、競合した場合の調整を行っている。利用省庁としては、内閣官房のほか、警察庁、公安調査庁、外務省、防衛省、消防庁、経済産業省、海上保安庁、国土地理院が挙げられている。

日常の運用は内閣官房直属の情報機関である内閣情報調査室に属する内閣衛星情報センターにより行われている。衛星から送信された情報は茨城県行方市の副センター、北海道苫小牧市の北受信管制局、鹿児島県阿久根市の南受信管制局で受信され、東京都新宿区市谷本村町の内閣衛星情報センター中央センターに伝送され、分析官によって情報分析される。内閣衛星情報センター所長には退官した将官級の元自衛官が、更に上部組織の内閣情報調査室の長たる内閣情報官は、警察官僚が就任する事務次官級のポストである。

情報収集衛星を導入する前には、文部科学省の審議会の宇宙開発委員会で情報収集衛星の開発についての審議と調査が行われていたが、運用が始まってからは、新型の情報収集衛星を開発する場合にも審議は行われなくなった。

3.2. 実績
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情報収集衛星が撮像した生の画像は「情報収集衛星の性能及び運用状況が明らかになり、今後の安全保障上の情報収集活動に支障を及ぼすおそれがある」ため公開されておらず、当初は運用実績も公開されていなかった。その後は、大規模災害時に限って撮影画像を基に作成された「被災状況推定地図」のみが公開されていた。2015年9月9日に内閣官房は「大規模災害時等における情報収集衛星画像に基づく加工処理画像の公開について」を発表し、今後は大規模災害時に撮影画像の解像度を落とした「加工処理画像」を公開していく方針を明らかにした。

2015年の公開開始から2021年までの間に、大規模な洪水や火山噴火、地震等8件の災害で合計153件の画像が公開されている。

3.2.1. 具体例
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災害時情報収集では、2005年の福岡県西方沖地震において総務省消防庁が画像提供を受けたことを、2006年4月24日の参議院行政監視委員会において当時の消防庁次長が答弁している。

しかし一方で、2011年の東日本大震災では、最も必要とされる福島第一原子力発電所事故の衛星画像は東京消防庁ハイパーレスキュー隊に提供されなかった。また、東京電力に対しても「秘密保全措置が講じられていない」ため提供されず、日本スペースイメージング及び日立ソリューションズから購入した、QuickBird、WorldView-1、WorldView-2、IKONOS、GeoEye-1が撮影した衛星画像が使用された。

各省庁や現地対策本部には、衛星画像を基に作成された津波の浸水域が示された「被災状況推定地図」が提供された一方、総理大臣官邸には情報収集衛星による福島第一原子力発電所の撮影画像が提供され、この際、当時の内閣総理大臣菅直人は、撮影画像について「分かりやすかった」と述べたという。

政府答弁によると、情報収集衛星を活用した大規模災害として、2004年の新潟県中越地震、2005年の福岡県西方沖地震、2007年の能登半島地震及び新潟県中越沖地震、2008年の岩手・宮城内陸地震及び岩手県沿岸北部地震、2011年の霧島山の火山活動及び東日本大震災を挙げており、内閣衛星情報センターにおいて撮像した画像の判読・分析を行い、必要に応じて関係省庁にその結果を配付・伝達したとされている。

2013年11月にフィリピンなどを襲い、甚大な被害を出した台風30号の被害状況について、内閣情報調査室は情報収集衛星の画像情報、公開情報等を基に作製した「被災状況推定地図」をフィリピン共和国政府に提供し、内閣官房のウェブサイトにも掲載した。

2014年3月27日、日本政府は、マレーシア航空370便墜落事故で、3月26日に情報収集衛星によって撮影された写真を解析した結果、不明機の残骸とみられる漂流物約10個を発見したと発表した。日本国政府は、東京の駐日マレーシア大使館を通じ、マレーシア政府にこの情報を提供した。

2014年11月18日には、小笠原諸島周辺で違法操業を続ける中華人民共和国の漁船と見られる外国漁船について、昼間と夜間の船舶の位置を赤丸で表示した状況図を公開した。また、2014年12月5日には、火山の噴火で拡大を続ける西之島の変化を動画形式でまとめた資料を公開した。

2015年9月11日、平成27年台風第18号の『平成27年9月関東・東北豪雨』で水没した、茨城県常総市の鬼怒川流域の被災地域の撮影画像を、内閣官房のウェブサイトで2枚の写真をPDFで一般公開した。特定秘密の保護に関する法律が適用される情報収集衛星の画像だが、同月9日に発表された「大規模災害時等における情報収集衛星画像に基づく加工処理画像の公開について」の方針が適用される第1号となり、解像度を落とした「加工処理画像」とはいえ、情報収集衛星が撮影した2枚の画像が初めて公開された。

これについて松浦晋也は、同日に公表された『Googleクライシスレスポンス』の画像と比較して、内閣官房が発表した情報収集衛星の画像は、意図的に分解能を劣化させたものであること、Googleの画像はデジタルグローブの分解解像度31センチメートルの衛星写真を使用し、情報収集衛星が撮影し公開した写真より高精細であり、Google マップに重ねて表示され、縮小拡大も自在であり、ウェブサイトでの使い勝手が良いこと、民間の衛星写真データに対して情報収集衛星は常に解像度で後れをとり続けてきていることを挙げ、「情報収集衛星の完敗」と論評している。

3.3. 問題点
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3.3.1. 分析チームの要員数
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情報収集衛星の運用で、最終的に得られる情報の質と量を決定する要素には、偵察衛星の1ピクセル当たりの画像分解能や観測面積もあるが、それに優るとも劣らず重要な要素なのが、情報収集衛星によって得られた画像の識別と解析を行なう、地上の『分析チームの要員数と解析能力』である。このため、偵察衛星の分解能や観測面積などの衛星諸元の優劣のみによって、その国家が持つ衛星の画像情報収集能力を測るのは、誤りである。

分析チームの解析能力について解説すると、例えば、偵察衛星の光学センサにしても、解像度を優先してモノクロで撮影を行なうタイプと、解像度を犠牲にしていくつか異なった光の波長で撮影を行なうタイプがある。情報収集衛星に即していうと、パンクロマチックセンサーとマルチスペクトルセンサーが、それらに当たる。

地上対象物は、さまざまな波長に対して異なった光学特性を示す。同じコンクリート構造物であっても、作られている途中で固まっている最中なのか、建築後長い年月が経ちボロボロなのか、それとも表面にコケが付いているのかによって、光学特性が違ってくる。また、衛星に搭載されているセンサによっても特性が異なっており、それらの違いを理解した上で、正確な解析情報を素早く導くには、十分な経験とそれを蓄積するだけの時間が必要となる。

当然、これらの高度な作業と衛星から得られる膨大なデータ量に対しては、十分な分析チームの要員数が必要であるが、数千人規模のアメリカ合衆国の分析チームに比べて、日本の内閣衛星情報センターの職員数は2023年度で実員382名という少人数体制である。このため現状では、あまり多くの分析は出来無いとの指摘が挙がっている。

4. JAXAとの関係
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情報収集衛星の開発や運用に関する費用は、内閣官房の予算で賄われている。しかし、実際には宇宙開発予算を削減して流用しているという意見がある。

独立行政法人宇宙航空研究開発機構の2007年度予算は2276億円だが、このうち432億円は内閣官房から情報収集衛星の費用として支出された受託収入である。一方、JAXAの前身となった3機関の予算を合計すると2200億円程度であり、JAXAが情報収集衛星以外に使用できる予算は1800億円程度に減少していることになる。すなわち、年間400億円の情報収集衛星予算は、結局のところ宇宙開発予算の中から捻出されていると考えることもできる。

一方、常時4機の衛星を運用し、継続して年間1機程度打ち上げられる情報収集衛星シリーズは、日本のロケットにとって最大の「顧客」でもある。当初はH-IIAロケットにレーダー衛星と光学衛星を同時搭載していたが、H-IIAロケット6号機の失敗以後は1機ずつ打ち上げることになったため、使用するロケットも倍増しており、打ち上げ回数の増加に貢献している。

なお多くのロケット運用国において、軍事衛星はロケットの需要を支える「上客」であるばかりか、軍事衛星の自主的整備こそが、宇宙開発の目的のひとつとなっている。これに対して日本は、宇宙基本法成立までは、宇宙平和利用原則に縛られて軍事衛星を保有せず、純粋に科学目的だけで大型ロケットを実用化してきた点から、ロケット運用国としては、むしろ特殊であったとも言える。

5. その他
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5.1. 米衛星部品の欠陥と日本の衛星
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2004年秋にアメリカ合衆国が開発した偵察衛星用の中枢部品に欠陥が見つかり、他国の衛星もこの部品を利用している多数の偵察衛星に重大な問題が発生する恐れがあると判明した。このため世界中の諜報関係者は一時騒然となる事態があった。しかし日本の衛星は独自開発であったため、その時点で打ち上げていた2003年3月打ち上げの衛星に全く影響がなかった。

6. 脚注
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6.1. 注釈
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6.2. 出典
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7. 参考資料
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文部科学省 [1]
[2] 2001年7月5日
[3] 2001年7月27日
[4] 2014年9月26日 内閣衛星情報センター
[5]、内閣府

8. 関連項目
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偵察衛星
軍事衛星
ミサイル防衛
ASNARO
Xバンド防衛通信衛星
SUPERBIRD
光データ中継衛星

9. 外部リンク
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文部科学省
内閣情報調査室 内閣衛星情報センター
url=https://www.kantei.go.jp/jp/singi/utyuu/working/dai4/siryou2.pdf 2009年1月19日
url=https://www.kantei.go.jp/jp/singi/utyuu/RSSkentou/dai2/siryou3_10.pdf 2011年3月10日