日本とアメリカは2020年にホステッド・ペイロード協力について合意しました。
※日本語ではホステッ「ト」ではなく「ド」です。
今回はホステッド・ペイロード協力の中身ではなく、ホステッド・ペイロード(hosted payload）そのものについて述べていきます。
[目次]
ホステッド・ペイロード（・サービス）とは
ホステッド・ペイロードは、相乗りともいわれることがあります。
宇宙業界の中で人工衛星に対して相乗りという言葉は大きく2つあります。
一つは、ロケットに搭載されるときにメインとなる人工衛星に対して、ロケットの打ち上げ能力の余剰分を利用して別の人工衛星（副衛星）を打ち上げる際に、副衛星を相乗り副衛星と呼ぶことがあります。別の呼び方ではピギーバックとも言われています。
もう一つが、人工衛星の内部に別の組織によるコンポーネント（モジュール/機器）を搭載し、電源や通信機を共有したうえで、人工衛星を運用することを相乗りと呼びます。
今回のホステッド・ペイロードは後者のことを指します。
ホステッド・ペイロードは搭載量の貸出しという意味で、相乗りと呼ばれています。
ホステッド・ペイロードのメリット
- コスト面が安くなる
人工衛星は、小型化が進んだといっても数千万～十数億円の世界であることは変わりません。中・大型衛星でも数百億円以上かかります。
このコストを一つの組織が使用するにはまだ大きく、このことが宇宙業界に参入する組織が少ない原因の一つともなっています。
ホステッド・ペイロードの仕組みを利用することで、コスト（開発費、打上げ費）の分担が発生し、安く購入することができるようになります。
- 打上げまでの時間の短縮
人工衛星は、打上げ時のロケット振動環境や軌道上での放射線対策、製造後の確認（適合）試験に時間がかかります。フルセットで実施する場合は、数年レベルで試験を行い確認していくことになります。
理想をいえば、ホステッド・ペイロードにより、試験の途中から機器を搭載する判断も可能となり、大幅な時間短縮もできます。もちろん各機器に対しての責任区分（分界点）は必要であり、お互いの機器が干渉しないことを確認する試験が必要になってきます。
と、開発面での時間短縮を上げたのですが、最も大きいのは今だに打上げ機会が限られているロケットによる軌道投入までの時期を早めることではないでしょうか。
ロケットの打ち上げ機会は、スペースXにより増えている印象を持っているかもしれませんが、まだまだ不足しているのが現状です。
次回の打ち上げに、数か月から数年レベルで人工衛星を待機させておく必要があります。
人工衛星はナマモノのように腐るわけではないのですが、清浄度管理やそのものが大きい場合であったりと、保管にも費用が掛かります。保管期間が長ければ、不測の自然災害による損傷や人的事故のリスク、電池の充電管理など実際打ち上げたときに障害になりうる事象を引き起こすことになるため、製造後の速やかな打上げが望まれます。
- スペースデブリの増加を防ぐ
ホステッド・ペイロードは一部の機器（主に電源機器、通信機器）を共有します。
スペースデブリは、ネジ1本でも他の人工衛星を壊せるだけの破壊力を発揮します。この仕組みを使用することで、ネジ1本以上も部品を減らすことができるようになります。
ホステッド・ペイロードのデメリット
- 性能や形状に制限が出てくる
空いている部分を使用するため、性能や形状に制限が出てくることです。ただし、人工衛星は古くから性能や形状に制限がある中で、小型化や工夫して搭載していたため、元々コンポーネントを製造していたメーカーからすれば、今までの人工衛星と大差ないとも言えます。
日本でのホステッド・ペイロード
日本では人工衛星を製造しているメーカーが少ないことから、商業的にホステッド・ペイロードを実施しているメーカーは今のところあるかもしれませんが、打上げまで済ませた人工衛星がない可能性があります。
近い仕組みとして、JAXAの主導する革新的衛星技術実証機になります。
同じ機体の中に、複数の実証機器を搭載し、電源機器や通信機器を共有していくこの考え方は、ホステッド・ペイロードと呼ばれてる考えに通じています。
ホステッド・ペイロードを進めていく上で、重要な要素は人工衛星の製造の安定性です。
人工衛星は、目的の違いからミッション機器と呼ばれる観測装置、通信装置なども変わっていきます。
一つの人工衛星を製造するのに、複雑なミッション機器であればあるほど開発時期が延びて置き数年、数十年に及ぶことも少なくありません。
同じようなミッション機器を次世代に搭載しようとしても、宇宙業界以外の技術革新が激しく、それに合わせてミッション機器もかつて使用した部品が使えなくなったりと、一品一様の人工衛星であることが長く続いていました。
最初は潤沢にあった政府資金も、世情からいくつからの目的を失い資金削減の方向に動いており、製造メーカーも統廃合が進み、コスト削減の波が幾度も来ていました。
そのため、世界の人工衛星メーカーは各ミッション機器に対して共通の衛星バス機器（電源装置や筐体、姿勢制御機器などのどの衛星でも共通の機能を持つ機器）を開発していった経緯があります。
同じ設計の衛星バス機器を搭載することで、設計費のコストを削減し、在庫管理や部品購入の際の輸送や書類作成コストを削減しています。
製造した衛星を輸送する際にも、独自の輸送ボックスを使いまわすなどの地道な削減を行ってきました。
このようにして（今風にいうとオールドスペースの）人工衛星メーカーの多くは生き残ってきました。
潤沢な資金の上に成り立っていると思われていた宇宙業界も、削減され続ける政府予算の上で、リアルタイムで最新技術のデータを作成しなかればならない厳しい事情の上で頭を悩ましてきたうえでの進んできました。
ホステッド・ペイロードは、コストや時間によるリスクを減らし、継続して人工衛星を製造し続けていくという組織としての安定性に一役買うことになる仕組みといえます。
海外のホステッド・ペイロード
ホステッド・ペイロードが明文化されたのは、2007年にアメリカより出てきました。
2007年当時は、というか現在でもそうですが、商業衛星でいうと通信衛星です。
衛星通信が民間企業で購入される時代であり、人工衛星の需要が増加すると予測されている一方で、政府資金が削減され、打上げ機会が多くなく、製造時間も数年レベルと長期になることから、リスク軽減のためにホステッド・ペイロードの考え方が出てきました。
その後、2010年辺りからホステッド・ペイロード・サービスとして実際にサービスが始まっています。
2010年当時はまだまだ政府関係へのサービスが主流でしたので、気象関係や軍事関係で活用されていたようで、現在もアメリカに限らず諸外国で続いています。
公開しているだけでも多くの人工衛星でホステッド・ペイロード・サービスが利用されており、コストを抑えたい政府や企業と、多くの衛星本体を販売したい企業の利害が一致した形となっています。
参考資料
日本国とアメリカ合衆国との間の相互防衛援助協定に基づくホステッド・ペイロード協力に関する書簡の交換
https://www.mofa.go.jp/mofaj/press/release/press3_000392.html
Hosted payload - Wikipedia
