世界の 衛星バス市場 は2020年の276億7千万ドル規模で、2021年の300億8千万ドルから2028年の543億3千万ドルに成長すると予想され、この期間の年平均成長率は8.81％に達すると予想される。コロナ19の前例のない深刻な影響にもかかわらず、衛星バスの需要はすべての地域で増加しました。 2020年にも、市場は依然として3.31％の割合で着実に成長しました。年間成長率が下落したのはファンデミックが終わった後、市場需要と成長が正常水準に戻ると予想されるからだ。

情報源：

https://www.fortunebusinessinsights.com/jp/satellite-bus-market-102608

衛星バス市場に含まれる会社は次のとおりです。

エアバス（オランダ）
ボーイング（アメリカ）
セントム（インド）
ハネウェルインターナショナル（アメリカ）
IAI(イスラエル)
L3Harris Technologies, Inc.（アメリカ）
ロッキード・マーティン社（アメリカ）
マクサテクノロジーズ（アメリカ）
三菱電機（日本）
ノドロップグルマン（アメリカ）
OHB SE(ドイツ)
タレスグループ（フランス）
衛星バスは、衛星のさまざまなシステムとコンポーネントをサポートする重要な構造であり、フレームワークです。発電、姿勢制御、熱管理、通信など、衛星が動作するために必要な必須サービスを提供します。衛星バスはバックボーンの役割を果たし、ミッションごとの搭載量と機器を効果的に統合して操作できます。

過去10年間でますます多様化する衛星アプリケーションとミッションをサポートするためのより有能で効率的で柔軟なプラットフォームのニーズにより、衛星バス技術が大幅に発展しました。この概要では、2023年8月現在、衛星バスの設計、システム、および機能の最新のユニークな開発のいくつかを強調しています。

モジュール式および拡張可能なバスアーキテクチャ
現代の衛星バス設計の主な傾向の1つは、よりモジュール化され拡張可能なアーキテクチャへの移行です。従来の衛星バスは、特定のミッションのためにカスタマイズされたことが多かったため、柔軟性が低下し、変化する要件や新しいマウントに適応することは困難でした。対照的に、最新の衛星バス設計には、さまざまなミッションの要件を満たすために簡単に設定、交換、またはアップグレードできるモジュール式サブシステムとコンポーネントが含まれています。

このモジュラーアプローチにより、衛星オペレータは特定のミッション要件に合ったバスを迅速に組み立てることができ、開発時間とコストを削減できます。また、バス全体を再設計する必要なしに新しいコンポーネントを統合できるため、衛星の寿命中に技術の挿入とアップグレードが容易になります。

たとえば、Astrotech Corporation が開発した XR-12 衛星バスは、電力、データ、機械統合用の標準化されたインターフェイスを備えた高度にモジュール化されたアーキテクチャを特徴としています。これにより、姿勢制御システム、電力管理、通信モジュールなどのさまざまなサブシステムを必要に応じて簡単に交換またはアップグレードできます。XR-12 バスは、小型の 50 kg ナノ衛星から大型の 1,000 kg 衛星まで、幅広いペイロード サイズと構成をサポートできます。

先進推進システム
推進システムは衛星バスの重要なコンポーネントであり、衛星の操縦、軌道の維持、位置維持、姿勢制御を担っています。衛星推進技術の最新の進歩により、より効率的で信頼性が高く、高性能なシステムが開発されました。

注目すべき進歩の 1 つは、電気を使用して推進剤を加速し、推力を生成する電気推進システムの採用が増えていることです。ホール効果スラスタやグリッドイオンエンジンなどのこれらのシステムは、従来の化学推進システムと比較して、比推力 (推進効率の尺度) が大幅に向上しています。これは、軌道上での寿命の延長、推進剤の必要量の削減、およびより重いペイロードの運搬能力につながります。

たとえば、タレス・アレニア・スペースが開発したペガサスX衛星バスは、最大10kWの推力を発揮できる高出力電気推進システムを備えています。これにより、ペガサスXはより大きく、より電力を消費するペイロードをサポートできると同時に、搭載燃料の必要量を減らすことで衛星の運用寿命を延ばすことができます。

新たなトレンドとして、化学推進と電気推進を組み合わせた高度なハイブリッド推進システムの使用が挙げられます。これらのシステムでは、化学推進の高推力を利用して高速操縦を行い、電気推進の高効率を利用して軌道維持と軌道維持を行うことができます。エアバス・ディフェンス・アンド・スペースが開発した Capella-X バスはその一例で、初期の軌道上昇用の化学推進システムと軌道上操作用のホール効果スラスタを統合しています。

発電と配電の改善
電力の生成と管理は、さまざまな衛星システムとペイロードに信頼性が高く十分な電力を供給するため、衛星バスの重要な機能です。最近の電力生成および配電技術の進歩により、衛星バスの電力システムはより効率的で柔軟性が高く、堅牢なものになっています。

注目すべき進歩の 1 つは、従来のシリコンベースの太陽電池に比べて高い変換効率と電力密度を実現できる、三接合型太陽電池や多接合型太陽電池などの高度な太陽電池技術の使用が増えていることです。これらの太陽電池の進歩と、改良された太陽電池アレイ展開メカニズムおよび追跡システムの組み合わせにより、衛星バスの発電能力が大幅に向上しました。

たとえば、ボーイング サテライト システムズが開発した SolarMax-V 衛星バスは、最大 16 kW の電力を生成できる高度な三接合太陽電池を備えています。この高出力機能により、バスは高解像度の画像システムや高度な電子戦センサーなど、より大型で電力を大量に消費するペイロードをサポートできます。

最新の衛星バス設計では、発電の改善に加え、より高度な電力分配および管理システムも組み込まれています。これらのシステムは、スマートな電力調整、バッテリーの充電および放電アルゴリズム、高度なテレメトリおよび制御機能を備えており、電力使用を最適化し、すべての衛星サブシステムへの信頼性の高い電力供給を保証します。

たとえば、ロッキード マーティンが開発した Sirius-X バスには、リアルタイムのミッション要件と電力の可用性に基づいて、さまざまなバス システムとペイロードに電力を動的に割り当てることができるモジュール式電力分配ユニットが統合されています。この柔軟性により、システム全体の効率とミッションのパフォーマンスが最大化されます。

強化された姿勢決定と制御
正確な姿勢決定と制御は、衛星の正しい方向と指向に不可欠であり、衛星の計器、アンテナ、ペイロードが適切に位置合わせされ、意図された機能を達成できるようにします。姿勢決定および制御システムの最新の進歩により、衛星バスの機能はより正確で応答性が高く、信頼性が高くなりました。

重要な進歩の 1 つは、高精度のスタートラッカーの使用が増えたことです。これは、夜空の星の位置を参照することで、衛星の姿勢を非常に高い精度 (多くの場合 10 秒角以上) で決定できます。これらのスタートラッカーは、高度な姿勢決定アルゴリズムと組み合わせることで、太陽放射圧や大気抵抗などの外乱がある場合でも、衛星バスが正確な指向と位置合わせを維持する能力が大幅に向上しました。

さらに、高度なリアクション ホイール、制御モーメント ジャイロスコープ、スラスタを衛星バス設計に統合することで、より正確で応答性の高い姿勢制御が可能になりました。これらのアクチュエータは、外部からの干渉を補正したり、衛星のペイロードを目的の方向に向けるために、衛星の向きをすばやく調整できます。

たとえば、ノースロップ・グラマンが開発したオリオンX衛星バスは、複数のスタートラッカー、リアクションホイール、スラスターを統合した高性能姿勢制御システムを備えています。このシステムは、衛星の姿勢を0.01度未満の精度で維持できるため、高解像度の画像センサーやレーザー通信端末などの特殊なペイロードを正確に向けることができます。

インテリジェントなオンボード処理と自律性
衛星ミッションが複雑化し、応答時間の高速化が求められるようになるにつれて、よりインテリジェントで自律的な衛星バス機能に対する需要が高まっています。最新のオンボード処理および制御システムの進歩により、衛星バスはより自立的になり、地上での継続的な監視と介入の必要性が減りました。

注目すべき進歩の 1 つは、高度なオンボード コンピューターとプロセッサーを衛星バス設計に統合したことです。これらの強力なコンピューティング プラットフォームは、ペイロード データの処理と圧縮から自律的な意思決定とミッション計画まで、幅広いタスクを処理できます。計算負荷の高いタスクをオンボード システムにオフロードすることで、衛星オペレーターは全体的な応答性を向上させ、地上のインフラストラクチャの負担を軽減できます。

たとえば、Ball Aerospace が開発した Kestrel-X 衛星バスには、衛星の画像とセンサー データに対してリアルタイムの画像処理、ターゲット検出、データ圧縮を実行できる高性能オンボード コンピュータが搭載されています。これにより、衛星は関心領域を自律的に識別して強調表示できるため、地上での分析とタスク処理に必要な時間とリソースが削減されます。

さらに、最新の衛星バス設計には、より高度な自律制御および障害管理システムが組み込まれています。これらのシステムは、衛星のサブシステムの健全性と状態を継続的に監視し、問題を自動的に診断して軽減し、地上からの継続的な介入を必要とせずに軌道調整やペイロード操作に関する決定を下すことができます。

たとえば、ロッキード マーティンが開発した Sirius-X バスには、サブシステムの障害を自動的に検出して分離し、重要な機能を維持するためにバスを再構成し、地上のオペレータに問題を警告できるインテリジェントな障害管理システムが搭載されています。このレベルの自律性により、衛星の全体的な信頼性と運用寿命が向上します。

熱管理と環境保護の改善
衛星は宇宙の極端な温度と放射線環境で動作する必要があるため、熱管理と環境保護は衛星バス設計の重要な側面です。熱制御とシールド技術の最新の進歩により、より効率的で堅牢な衛星バス ソリューションが実現しました。

注目すべき発展の一つは、配置可能なラジエータ、ヒートパイプ、熱制御コーティングなどの高度な熱管理システムの使用が増加したことである。これらの技術は、衛星の電子機器やペイロードから発生する熱をより効果的に消滅させ、重要なコンポーネントが最適な動作温度範囲内に維持されるようにします。

例えば、Astrotech Corporationによって開発されたXR-12衛星バスは、バッチ可能なラジエータと高度なヒートパイプを統合する非常に効率的な熱管理システムを備えています。このシステムは最大5kWの廃熱を効果的に消費することができるため、バスは熱性能を低下させることなく消費電力の多いさまざまなペイロードをサポートできます。