衛星電気推進市場 サイズと展望 2025-2033

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市場成長要因

低軌道（LEO）における小型通信衛星向け大規模衛星群の需要増加

現在、低軌道（LEO）は衛星群運用企業を惹きつけており、競争が激化しています。衛星群運用企業は宇宙産業の投資家を引きつけており、LEOでこれらの衛星を効率的に運用するために必要な様々な衛星コンポーネントの需要を生み出しています。小型衛星群をLEOに配置する理由は数多くありますが、軽量で打ち上げコストが低いことが挙げられます。

衛星の電気推進システムは、衝突回避、軌道維持、軌道制御、軌道離脱といった機能を提供します。衛星群向けに量産される衛星は、電気推進システムを搭載することで、質量と打ち上げコストを削減し、ミッション期間を延長しています。衛星事業者は化学推進から電気推進へと徐々に移行しており、衛星電気推進企業は技術の進化により、より効率的で信頼性の高いものを目指しています。衛星電気推進業界の主要企業は、SpaceX、OneWeb、Amazon、Boeingです。これらの業界は、LEO衛星群を通じた宇宙インターネットサービスの提供をめぐって競争を繰り広げており、衛星電気推進市場の成長を牽引しています。

衛星向け低コスト・高効率推進システムの構築に向けた研究開発活動の活発化

電気推進（EP）システム技術は、スラスタを小型化しつつ、より効率的でコスト削減を図るために継続的に研究されています。衛星電気推進システムで最も高価なのは燃料であり、最も一般的に使用される推進剤は、原子質量が大きく電離閾値が低いキセノンガスです。キセノンには多くの利点がありますが、地球環境では希少な高価なガスです。このため、電気推進のための代替燃料やより持続可能な燃料の研究が求められています。

例えば、2021年11月、フランスに拠点を置くディープテック企業ThrustMeは、固体ヨウ素を推進剤として使用するヨウ素イオンスラスタを開発し、その実証に成功しました。これはキセノンよりも約50%効率が高く、安価で、豊富に存在します。電気推進は商用衛星市場でますます導入が進んでおり、この推進技術には多くの飛行実績があります。化学推進から電気推進への業界の移行は、効率的なスラスタの需要を高め、EP技術のさらなる進歩を促し、市場の成長を促進します。

市場の制約

電気推進の統合により電力予算が増加

電力コンポーネントは、衛星の電気推進コンポーネントにとって不可欠な要素です。これは、太陽電池パネル、バッテリー、電力処理装置（PPU）、そしてパワーエレクトロニクスで構成されています。電源コンポーネントは、電圧を昇降圧して幅広い電圧範囲を提供したり、電気推進システムへの電力供給を監視したりするなど、多くの機能を備えています。

衛星事業者は現在、衛星への電気推進システムの統合に関心を示しており、これにより、衛星に搭載された推進システムを効果的かつ効率的に稼働させるため、より強力なコンポーネントの必要性が必然的に高まります。この強力なコンポーネントへの要求には高コストが伴い、衛星事業者の電力予算が増加します。電力予算の増加に伴い、より多くのバッテリーとより幅の広い太陽電池パネルが統合され、衛星の重量が増加します。さらに、高価な機器は製造コストを増加させ、衛星の重量とサイズが大きくなると打ち上げコストも増加します。この制約により、一部の小型衛星事業者は自社の衛星に電気推進システムを導入することを躊躇するでしょう。

市場機会

全電気推進またはハイブリッド推進における拡張性の利点

衛星電気推進サプライヤーは、全電気衛星プラットフォームを提供することで、多様な顧客層をターゲットにすることができます。衛星の構成には、一般的に化学推進、全電気推進、ハイブリッド（化学推進と電気推進の両方）の3種類があります。これらの構成は、ミッションの種類によって異なります。そのため、衛星メーカーが完全電気、完全化学推進、またはハイブリッドのいずれかを選択できるプラットフォームを提供することで、多様なミッションニーズを持つ様々な衛星事業者のニーズに応えることができます。

同じ衛星プラットフォームで、コスト削減時にはより軽いミッションを、衛星にペイロードを追加する際にはより複雑なタスクを実行できます。これにより、衛星メーカーは、衛星事業者の多様なミッション要件に合わせてさまざまな衛星プラットフォームのバリエーションを提供することで収益を上げる機会が生まれます。

セグメンテーション分析

質量クラス別

大型衛星（2,201kg以上）セグメントは市場への最大の貢献者であり、予測期間中に0.14%のCAGRで成長すると予測されています。重量2,201kg以上の衛星は大型衛星に分類されます。これらの衛星は、より広範囲の通信アプリケーションを提供できる能力の向上により、今後数年間で衛星電気推進市場において大幅な成長を遂げると予想されています。大型衛星の用途には、モバイル端末のリアルタイム追跡・監視などがあり、IoT、M2M、ブロードバンド通信アプリケーションなど、幅広い用途で利用されています。大型衛星は、地表から22,300マイル（約3万5,600キロメートル）上空の静止軌道（GEO）に配置されます。

質量が0～500kgの衛星は小型衛星に分類され、これにはCubeSat、MicroSat、Mini Satellite、NanoSat、Suncube、Pocketcubeが含まれます。小型衛星はさらに、ミニ衛星（101～500kg）、マイクロ衛星（11～100kg）、ナノ衛星（1～10kg）、ピコ衛星（10kg未満）に分類されます。SpaceX、GomSpace、Terran Orbital、OneWeb、Blue Canyon Technologies、Dauria Aerospaceなどの企業が小型衛星の製造と打ち上げで有名です。衛星のサイズは小型ですが、運用者は衛星群を宇宙に打ち上げ、それぞれの高度に配置するのに役立ちます。

ミッションタイプ別

通信セグメントは最も高い市場シェアを占めており、予測期間中は6.49%のCAGRで成長すると予想されています。通信衛星は、一般的に通信、インターネット、無線、災害管理、軍事目的など、様々な用途に使用されています。静止軌道上のこれらの大型衛星に使用される推進システムは、電気推進システムを使用することで衛星の質量を約40%削減できるため、ミッションコストを決定づけます。電気推進は、従来の化学推進よりも高い比推力と少ない推進剤を必要とするため、衛星運用者は衛星全体の質量を削減しながら、より多くのペイロードを搭載できます。

地球環境と地表データに対する需要の増加に伴い、地球観測衛星は成長を遂げています。そのため、地理空間情報への需要の高まりに対応するため、より多くの地球観測衛星が配備されています。さらに、マイクロエレクトロニクスの技術進歩は、衛星の小型化において重要な要素として浮上しています。その結果、低軌道（LEO）の小型衛星は、浅い地球軌道（VLEO）で得られる高い操縦性、下向きの推力、そして抗力補償を提供する電気推進を用いた地球観測において、より一般的に使用されるようになりました。

静止軌道（GEO）では、地球観測衛星は、一般的に気象追跡に使用される大型の光学ペイロードを搭載しています。そのため、衛星運用者は、技術的な負荷が大きいため、軌道維持のために電気推進を使用しています。このミッションは、静止軌道（GEO）の平均寿命である最大15年間継続することができます。電気推進は、衛星の質量を軽減し、より多くの燃料を噴射でき、長期間の運用が可能になるため、衛星の軌道寿命を延ばします。

ミッション用途別

ステーションキーピング分野は市場への最大の貢献者であり、予測期間中に3.81%のCAGRで成長すると予想されています。地球表面上の宇宙環境は非常に動的です。各軌道の状態は、高度の上昇、太陽活動、地磁気の変化によって変化し、地球と宇宙空間の活動に応じて軌道エネルギーが変動します。その結果、衛星はこれらの変化を相殺し、軌道上の静止位置を維持するために、推進システムによるステーションキーピングのための定期的な燃料噴射を必要とします。従来の化学推進システムは、より多くの推進剤を必要とし、かさばるタンクが衛星プラットフォーム内でかなりのスペースを占めるのに対し、電気推進システムは従来の化学推進システムよりも設置面積が少なくて済みます。

軌道上の衛星は、高度を維持し、地球の重力に抵抗して大気圏への再突入を防ぐために、軌道上昇を行う必要があります。さらに、電気推進システムは質量が小さくコストも低いため、低軌道（LEO）衛星運用事業者は年間でより多くの衛星を打ち上げる機会を得ることができます。これは、より多くの衛星が軌道上に展開され、その寿命期間中の軌道上昇と軌道制御に電気推進を使用していることを意味します。

コンポーネント別

世界市場は、制御ユニット、電力分配ユニット、圧力調整器、ポインティング機構、バルブ、流量制御装置、質量流量センサー、圧力トランスデューサー、粒子フィルター、タンク、推進室／ノズル、配管／チューニングに分類されます。推進室／ノズルセグメントは最大の市場シェアを占め、予測期間中に4.40%のCAGRで成長すると予測されています。化学推進システムとは異なり、電気推進セグメントの燃焼室は、出口／ノズル（イオン化ガス／不活性ガスが排出される場所）に電極（加速器）を配置して構成されます。電極のサイズと数は、衛星の電気推進タイプの全体的な構成によって異なります。本調査で対象とする推計は、スラスタ1基につき1ユニット（正極／負極のペア）を対象としています。電気推進システムのこの構成要素には、電極と、それを電源およびスラスタの残りの部分に接続する関連する電気／電子ハードウェアが含まれます。

電力制御ユニット（PCU）は、電気推進（EP）システムにおいて、太陽電池アレイからバッテリーへの電力と、衛星の様々な負荷への電力配分を制御します。ハイブリッド衛星または全電気衛星では、複数の電源から電気推進システムに供給される電力が複雑性を生み出すため、専用の高性能PCUが必要になります。現在、様々な衛星事業者が、低地球軌道（LEO）向けの小型衛星に大規模に電気推進を導入しています。その結果、衛星に電気推進を導入すると、より多くの電力が必要になります。この電力需要の増加は、複数の電気推進システムと相まって、統合され、すべての衛星の電力予算の増加を牽引しています。また、衛星全体の電気アーキテクチャを拡張し、すべてのEPサブシステムを接続することになります。

地域分析

ヨーロッパ：年平均成長率6.48%を誇る主要地域

ヨーロッパは、世界の衛星電気推進市場において最大のシェアを占めており、予測期間中は年平均成長率6.48%で成長すると予想されています。英国、ロシア、ドイツ、フランス、ドイツには、市場ニーズに応える革新的なソリューションを開発するための製造、研究開発拠点が数多くあります。ヨーロッパは、他国と協力して宇宙空間および深宇宙ミッションに積極的に取り組んでいます。 2022年2月、欧州宇宙機関（ESA）は、アメリカ航空宇宙局（NASA）のアルテミス計画向けに、さらに3機の欧州サービスモジュール（ESM）の開発契約をエアバス社に授与しました。ESMはドイツで開発され、そのコンポーネントはヨーロッパ諸国に供給される予定です。さらに、ヨーロッパ諸国には数多くの製造工場や研究開発工場があり、数多くの革新的な製品やサービスを開発しています。 Thales Alenia Space、ArianeGroup、Sitael S.p.A、Safranといった企業は、商業および政府用途向けに様々な電気推進技術を大量に開発している主要プレーヤーです。

アジア太平洋地域：成長地域

アジア太平洋地域は、予測期間中に驚異的なCAGRで成長すると予測されています。この地域の衛星電気推進市場は、製品イノベーションと市場リーダーとの戦略的提携の両面で中国が優位に立っています。アジア太平洋地域の宇宙産業は、近年、世界的に拡大を続けており、新たなプレーヤーや政府が同時に新しい宇宙システムを開発しています。

北米地域は、政府による巨額の投資が行われており、電気推進システムにとって重要な地域の一つであり、この地域からより高い収益が生み出されると見込まれています。低地球軌道（LEO）を周回する小型衛星群向けの宇宙推進システムの需要が増加しています。メガコンステレーション構築競争に参加している企業としては、Orbital Sidekick、HyperSat、Amazon、そしてその他新興市場プレイヤーが挙げられます。これらの主要企業は衛星インターネットサービスを提供しています。さらに、政府は軍事宇宙分野を優先し始め、軍事および民間ミッションへの支出を増やしており、軌道上の衛星の需要が高まっています。今後数年間で電気推進技術の需要はさらに高まると予想されており、企業はすでに衛星電気推進市場の需要を満たす製品とソリューションの開発に取り組んでいます。

その他の地域（RoW）は、南米と中東・アフリカの2つの地域で構成されています。これらの地域は、計画されているミッション数への貢献は最も少ないものの、今後数年間の宇宙ミッション計画を開始しています。これらの地域における宇宙産業の大幅な成長は、新興宇宙企業による宇宙衛星ミッション数の増加によって牽引されています。

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衛星電気推進市場のトップ競合他社

1. Accion Systems
2. Airbus
3. Aliena Pte Ltd.
4. ArianeGroup
5. Astra
6. Busek Co. Inc.
7. CU Aerospace
8. ENPULSION GmbH
9. Moog Inc.
10. Neutron Star Systems
11. Northrop Grumman
12. Orbion Space Technology
13. Phase Four Inc.
14. Safran
15. Sitael S.p.A
16. Thales Alenia Space
17. ThrustMe
18. Bellatrix Aerospace

最近の開発状況

• 2022年12月 -タレス・アレニア・スペースは、MicroCarb衛星プラットフォームの組み立てと試験を完了しました。英国に納入された分散型分光計の統合を開始する準備が整っており、この重要な気候ミッションは2024年初頭の打ち上げに一歩近づきました。
• 2022年12月 - MTG-I1気象衛星の建造における主契約者であるタレス・アレニア・スペースは、本日、フランス領ギアナのクールーにあるヨーロッパ宇宙港、ギアナ宇宙センターからアリアン5ロケットで同衛星の打ち上げに成功しました。メテオサット第三世代（MTG）は、ヨーロッパとアフリカの気象予報の改善を目指すプログラムです。 MTG-I1は、MTGプログラムにおける最初の画像衛星です。