日本の宇宙開発
より大型の固体ロケットの開発は一足飛びには進まなかった。宇宙科学研究所は政府に対して今後10年程度は技術的にロケットの直径を1.4m以上に大型化できないだろうと言う予測を報告し、宇宙開発事業団ともこの大きさで線引きをしており、さらに国会が制限をかけたため、大型化が困難になったためである。
宇宙開発事業団は初期には独自の液体ロケットの開発を行う予定であったが、差し迫った実用・商業的なロケットの必要性から、アメリカと日米宇宙協定を結び米国からの技術導入の運びとなった。アメリカのデルタロケットの1段目液体エンジンを利用し、国内で開発を行っていたLE-3を2段目に設置した液体ロケットの計画を始めた。こうしてN-1ロケットが開発された。しかし、最初の液体ロケットとなったN-Iロケットは軌道への投入能力が低く、衛星を製作する能力も米国に劣っていた。このため、1977年には米国からの技術移転で作られた静止気象衛星ひまわりをアメリカのロケットで打ち上げた。また、さくらやゆりなども米国のロケットで打ち上げてもらった。N-Iロケットは製造技術と管理手法のみの技術取得であったが、こまめに記録を取り、宇宙開発事業団は徐々に技術を身につけ、衛星でもひまわりの2号機以降は国産化率を高めていった。
これ以降、宇宙開発事業団は大型化する衛星の要求を満たすためにN-Iロケットの後継であるN-IIロケットの開発を始め、2段目はノックダウン生産に変え、300kg近いひまわり2号を静止軌道に投入することに成功した。
日本のロケットは平和利用の目的のため完全に軍事技術と切り離されて発展し、弾道ミサイル技術につながるとされる再突入も1994年に打ち上げられたりゅうせいまで控えられており、2000年代初頭までは偵察衛星も開発されなかった。このためロケットや衛星の多くが科学目的か商用目的を持ったものである。初期は観測衛星が多かったが、徐々に通信衛星や惑星探査機などが増えてきており、特に1990年の日米衛星調達合意 以降はコストの面から実用衛星の商業受注も難しい状態に陥ったため、工学的な面で先進的な技術試験衛星が多数打ち上げられた。
JAXAなどの計画管理は、NASAで行われていたPPP(Phased Project Planning、段階的計画立案)を取り入れたものになっている。これは研究で仕様と計画を策定する「研究」、それを詳細に検討し実現可能な計画に変える「開発研究」、実際に実機を作り試験を行う「開発」、実際に運用する「運用」に分かれており、実際に決定され、作成されるのは開発からである。また、評価のためにさらに細かい分類がある。
日本の宇宙開発費は比較的低コストで行われている。H-IIAまでのロケットの開発費用は3900億円であり、アリアンVの開発費用80億ユーロに比べ安くなっている。衛星でも開発費が少ないため他国に比べ試験機が少なく、衛星の場合一つの衛星で多くの実験を行っている。また、壊れても次々と打ち上げられる状況ではないため、故障しても実験継続の可能性があれば続け、失敗しても他の用途に利用できる場合は利用し使う。
日本の宇宙開発(にほんのうちゅうかいはつ)では、日本での宇宙開発について述べる。
日本の宇宙開発は、1950年代の半ば、糸川英夫が率いた大学の研究班に端を発する。30cmほどの小型ロケットから徐々に大型化を進め、人工衛星を打ち上げるような研究を行うようになった。
大学の研究班が衛星を打ち上げるようなレベルに到達した頃、国も宇宙開発専門の機関を設置した。以来日本では、大学から始まった宇宙科学研究所 (ISAS) と、国の機関である宇宙開発事業団 (NASDA) の二つの宇宙開発機関がそれぞれ独自にロケットの開発を行ってきた。1990年にスーパー301条で商用衛星が競争入札になり、1990年代末から2000年代の初めに幾つかの失敗を経験した後、初めて統一された宇宙機関である宇宙航空研究開発機構 (JAXA) が設置された。
これを他国の開発の経過と照らしてみると、大学が国立機関の設置より早く開発を始めたこと、軍事技術開発と一定の距離を置いていることなどが特徴的である。現在は、機関の統一による予算削減など厳しい財務状況の中で開発を行っている。
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現在日本の保有する偵察衛星はレーダー衛星と光学衛星の二種類であり、順当に計画が進められ、国が直接的に介入する分野であるため定期的かつ確実に打ち上げられている。また、ミサイルが発射されたことを探知するための早期警戒衛星の保有も検討されている。これらの衛星打ち上げは顧客としてみれば確実に打ち上げが受注できる大口の優良顧客であるが、開発のための資金は以前からの宇宙開発費から出ている事に他ならないため、科学分野での宇宙開発を圧迫している。法改正によって防衛予算を衛星開発に当て元の宇宙開発予算を科学用に戻すことも可能になっているが現状は実行されていない。
アメリカ軍が主催した人工衛星に対する攻撃への対処を主題とした机上演習には防衛省やJAXAの職員が参加している。
ミサイル防衛関連は、早期警戒衛星を持たないことからアメリカとの密接な協力の下、開発運用が行われている。
現在まで衛星攻撃兵器などは保有しておらず弾道ミサイルも保有していない。また、ロケットを量産できる能力がないため、日本の保有するロケット群を即時弾道ミサイルなどの軍事目的へ転用するのは物理的に不可能である。
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気象衛星ひまわりは非常に有名である。当時の日本のロケットは可載量が低かったためひまわり1号は1977年にアメリカのデルタロケットによって打ち上げられた。以来小修正と機能の高度化を進めながら5号機までが打ち上げられており、2014年にはひまわり8号が、2016年にはひまわり9号が打ち上げられた。
X線での天文学を行っていた学者たちによって打ち上げが祈念されたX線天文衛星は一度目は打ち上げに失敗したが、再び打ち上げられはくちょうと名づけられた。この衛星が中性子星などの観測で多くの発見を生んで以降X線天文衛星は途絶えることのないように打ち上げられている。太陽観測衛星や電波天文衛星も打ち上げられている。また、地上の天文台や他国の天文衛星などと協力している。現在はひので、ひさき、あらせなどが運用されており、2016年にはひとみが打ち上げられた。
でんぱを初めとする地球観測衛星はきょっこうやじきけんなどの地磁気観測につながり、大気観測にもつながっていった。一方で地上を観測するための衛星も気象衛星と同じく発展していった。現在ではだいち2号が陸域観測以外にも災害監視に役立っているほかいぶきが二酸化炭素測定に利用されている。
放送衛星は多くが海外製であり海外のロケットで打ち上げた物を利用している。通信衛星のではきずなを開発し、高速インターネット通信などの研究を行っている。2010年には東京小笠原間で遠隔医療に利用する実証実験を行った。
準天頂衛星みちびきは2010年9月11日に打ち上げられ、衛星測位システムの構築を目指しており、政府は7機体制を目指すとしている。
三菱電機は海外での販売なども可能な衛星バスDS2000を開発しており、現在まで12機の人工衛星に利用されている。
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↑ “LNG推進系の研究開発について”.
JAXAの予算は三機関統合や宇宙開発の予算に情報収集衛星の予算も加えられたことなどから、減少傾向にある。JAXAの年間予算は2010年に約1800億円、人員は約1600名であり、アメリカ航空宇宙局(NASA)の約10分の1、欧州宇宙機関(ESA)の2分の1以下である。海外の軍用衛星の費用も含めた宇宙開発費全体と比べると、2005年の時点で米国の15分の1以下、欧州諸国の3分の1以下の規模に過ぎないとされる。
人的資源が高額であること、商業的に成功していないことなどを鑑みれば、海外に比べ資金繰りで不利といえる。このため、試験機を飛ばすことや失敗も難しい状況であり、節約のための設計が問題を招く例もある。たとえばSRB-Aは初期にはロケットノズルを安価に生産できる円錐型にしていたが、安全性のため現在では釣鐘型に変えられている。官需が少なく、民需も取り込めていない現状では、民間企業が宇宙産業から手を引き、将来的に部品の調達が難しくなる可能性があるとされる。