民間SAR衛星Synthetic Aperture Radar
SAR衛星とは
地上を観測する衛星には大きく2つに分類されます。1つは可視光を撮影する光学衛星、これは要するにデジタルカメラです。もう１つは電波を使って撮影するSAR(サー)衛星です。このページでは後者のSAR衛星について説明しています。なおSARは合成開口レーダーとも呼ばれています。(光学衛星についてはこちら)
SAR衛星とは通常のカメラと違い、電波で地表面・海面を撮影する人工衛星で、雲を透過し悪天候時や夜間でも撮影可能な地上観測衛星です。光学衛星と比較すると解像度が劣る分、常時観測可能な事が利点です。中でも防衛・安全保障面での活躍が注目されておりますが、地震・浸水被害・地盤沈下等の災害対策にも大きく貢献しています。
誰がSAR衛星を運用しているか？
SAR衛星は大型で多額のコストがかかる為、開発・運用はほとんど政府機関によるものでした。主なSAR衛星には、内閣府が運用する情報収集衛星やJAXA(日本政府の宇宙開発機関)が運用している大型SAR衛星だいち2号・4号(ALOS-2・4)があります。
しかし最近では、技術革新により小型SAR衛星の製造が可能となっており、民間の宇宙開発企業であるQPS研究所やSynspective社が小型SAR衛星を多数打ち上げ・運用しています。ちなみに、複数の人工衛星を協調動作させて運用されるシステムを「衛星コンステレーション」と呼びます。
どんなSAR衛星は優れているのか？
SAR衛星の評価項目は色々ありますが、やはり重要なのは分解能です。どれくらい小さいな物を見分けられるか？という指標です。1mの分解能があれば、1m程度の物体がそこに存在するが分かります。分解能が高ければ高いほど、より小さなものが識別できます。(分解能1mは、分解能3mよりも分解能が高いと表現します)
他にも撮影頻度やコスト等も、SAR衛星を評価する上で大変重要な項目です。衛星コンステレーションを構成している場合は、撮影頻度の向上が期待できます。
QPS研究所
QPS研究所は、東証グロース市場に上場している九州発の宇宙開発ベンチャー企業です。QPS研究所は170kg前後の小型SAR衛星QPS-SAR(キューピーエス・サー)を開発・運用しています。
2024年07月6日現在、商用機が3機(QPS-SAR5・6・7号機)が軌道上に展開しています。これらQPS-SARは分解能46cmという、高い観測精度を有しています。3号機以降の商用機には、追加の太陽電池、バッテリー・衛星内画像処理装置・衛星間通信装置・軌道制御スラスターが追加搭載され、様々な機能向上が図られていますが、3・4号機は打ち上げ失敗につき、喪失しています。
なお、QPS研究所は様々な政府支援を受けています。主だったものでは経済産業省のSBIRフェーズ3への採択があり、最大41億円の補助金交付が予定されています。この資金により、より高分解能・広域観測が可能な次世代SAR衛星の開発が進められています。この次世代SAR衛星は2026～2027年頃の打ち上げが予定されています。
他にも防衛省より、SAR衛星の試作・打ち上げを56億円で受注しており、このSAR衛星は衛星間光通信機能や、より高度な軌道上画像処理機能を有するものとされています。このSAR衛星は防衛省が所有する初めてのSAR衛星となる見込みで、2027年頃の打ち上げが予定されています。
QPS研究所は福岡市に新拠点の開設し、QPS-SARを年産4機体制から年産10機体制への拡張し、2028年5月までに24機体制の構築を目指しています。将来的にはSAR衛星36機による衛星コンステレーション構築を目指しており、完成時には地球のどの地点でも平均10分に1回撮影できる様になる見込みです。
Synspective
日本の宇宙開発ベンチャーSynspective(シンスペクティブ)社は、100kg級の小型SAR衛星StriX(ストリクス)を開発・運用しています。Synspective社は多数のベンチャーキャピタルから出資を受けており、今後の上場が期待されています。
2024年07月6日現在、商用機が2機(StriX-1・3)が軌道上に展開しています。これらStriXは分解能90cm・観測幅10kmという観測精度を有しています。QPS研究所と同様のビジネスを展開していますが、Synspectiveは、撮影画像の解析・ソリューション事業を内製化しており、これはQPS研究所との大きな違いとなっています。
Synspectiveはに神奈川県大和市に新工場を開設し、2020年代後半を目標に30機体制の衛星コンステレーションを完成させ、高頻度観測体制の構築を目指しています。
日本のSAR衛星比較
| SAR衛星名 | QPS-6号機 | StriX-3 | ALOS-4 |
|---|---|---|---|
| 運用 | QPS研究所 | Synspective | JAXA |
| 運用時期 | 2023年～ | 2024年～ | 2024年～ |
| 周波数 | Xバンド | Xバンド | Lバンド |
| 重量 | 170kg | 100kg級 | 3,000kg |
| 分解能/観測幅 [高精細モード] |
0.46m/7km | 0.9m/10km | 1m×3m/35km |
| 分解能/観測幅 [広域モード] |
0.46m×1.8m/7km | 2.6m×3.6m/10～30km | 25m/700km |
・JAXAのSAR衛星は単機で広範囲をカバーする事を目的としていますが、民間のQPS研究所・Synspectiveは小型・多数運用を前提とした衛星コンステレーションで運用されています。