宇宙ベースレーザー通信市場 サイズと展望 2024-2032

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市場ダイナミクス

市場牽引要因

通信および地球観測向け衛星打ち上げ数の増加

多くの国が、リアルタイム地球観測、ナビゲーション、技術開発、グローバルインターネットカバレッジなどの用途向けに、衛星コンステレーション（衛星群）を打ち上げています。貨物、船舶などの追跡・監視システムや地球観測（EO）の高速化、信頼性、効率性の向上が求められているため、市場では衛星コンステレーションへの需要が高まっています。憂慮する科学者同盟（UCS）によると、2020年には1,100基以上の衛星が打ち上げられました。これらの小型衛星は、商業、政府、軍事用途向けに打ち上げられました。大型衛星は、単一の軌道上に打ち上げられた小型衛星群に徐々に置き換えられていく可能性があります。この技術が実用化されれば、小型衛星群システムは、従来の衛星システムと同等の性能、打ち上げコスト、運用能力を実現できるようになります。

さらに、SpaceX、ICEYE、Spire、Kepler Communication、Satellogicなどの民間企業も小型衛星の打ち上げに取り組んでいます。これらの企業は、信頼性、セキュリティ、高速性を兼ね備えた無線通信を実現するために、衛星間および衛星と地上局間の宇宙レーザー通信の導入を目指しています。例えば、2021年1月には、SpaceXは衛星間リンクを備えた10機の衛星を極軌道に打ち上げました。これらの衛星は、ファルコン9ロケットを使用して打ち上げられました。同社はStarlinkプロジェクトの一環として、来年にはすべての衛星を衛星間リンク付きで打ち上げる予定です。これにより、予測期間中に世界の宇宙ベースレーザー通信市場が拡大すると期待されています。

過負荷の光技術への代替ソリューション

消費者や商業ユーザーの間で通信容量の拡大とインターネットサービスへの要望が高まるにつれ、地上局と消費者間のデータ転送モードは、無線から光レーザー技術へと移行しつつあります。RF通信モードは光よりも高速です。しかし、同一場所における異なるアプリケーションからの同一周波数範囲内の様々な信号による干渉を回避するために、異なる周波数セグメントごとにライセンスが必要です。これにより、特定のアプリケーションで利用可能な周波数スペクトル全体を使用できなくなります。したがって、帯域幅の制約が生じます。結果として、サービス品質はユーザーの要件を満たす必要があります。光ファイバーを採用することで、データ転送に無制限の帯域幅が確保されるため、この問題は解消されます。

現在、光端末はGb/s単位のデータ転送速度をサポートしています。しかし、データ転送速度はTb/s単位です。地上局から消費者への転送モードを除き、RF技術と光技術は同じインフラストラクチャで動作します。光ファイバーは地上局と消費者を直接接続します。光ファイバーが高帯域幅へのゲートウェイを開くとすぐに、地上局は高速データ転送能力を向上させる必要があります。高スループット衛星は、膨大な量のデータを高速で転送するために高帯域幅をサポートします。光ファイバー技術の採用増加は、地上局機器開発者にとってビジネスチャンスを生み出します。

市場の制約

衛星と地上局間のレーザー通信構築の難しさ

霧、雨、もや、煙、砂嵐、水蒸気滴、雪などの悪環境条件は、宇宙ベースのレーザー端末の性能に影響を与える重要な要因です。霧、雨、水蒸気滴は、宇宙と地上間のリンク性能に多大な支障をきたします。霧、雨、水蒸気滴が存在すると、光吸収率、屈折、完全反射率が高くなり、データ伝送が阻害されます。

気泡の温度変動は、送信機と受信機間の伝送中に信号強度に影響を与える可能性があります。その主な原因の一つは、地球からの熱の上昇や、暖房ダクトなどの人為的要因によるもので、これらは最終的に受信側での振幅損失につながります。さらに、鳥、飛行機、人など、光伝送の経路上にある物理的な障害物も衝突を引き起こし、信号の散乱を引き起こします。このように、上記のすべての環境要因は、世界の宇宙ベースレーザー通信市場にとって重大な課題となっています。

市場機会

農村部および発展途上国における接続要件

先進国および発展途上国の大都市圏における衛星接続ソリューションの成熟により、レッドオーシャン市場が形成され、業界関係者は新たな収益創出方法を模索しています。重要な市場機会の一つは、発展途上国の農村部向けの接続ソリューションの開発にあります。発展途上国および後発開発途上国の農村部は未開拓であり、新たな市場機会を提供する可能性があります。

大手衛星通信企業は、アフリカなどの地域から積極的にビジネスチャンスを生み出しています。これらの技術とインフラ支援を統合するための政府の積極的なアプローチにより、企業は円滑な事業運営を確保できます。例えば、2020年6月、南アフリカ政府は衛星通信およびブロードバンド拡張プロジェクトへの投資計画を発表しました。同国政府は「宇宙インフラハブ」を計画しています。衛星インフラ、衛星ベースの補強システム、地球観測衛星の開発を可能にするため。

セグメント分析

世界の宇宙ベースレーザー通信市場は、エンドユーザー、ソリューション、コンポーネント、および範囲によってセグメント化されています。

エンドユーザー別では、世界の宇宙ベースレーザー通信市場は、商業・政府機関、軍事の3つのセグメントにセグメント化されています。

商業セグメントは世界市場の大部分を占めており、予測期間中は27.4%のCAGR（年平均成長率）を示すと予想されています。これは、SpaceX、ICEYE、Kepler Communication、Telesatなどの大手企業による衛星間および衛星と地上局間の通信用レーザー端末の採用増加が市場セグメントを牽引しているためです。例えば、2021年第1四半期には、SpaceXとKepler Communicationが商業用途向けにレーザーリンクを備えた衛星を20機打ち上げました。さらに、宇宙産業の民営化による製造、打ち上げ、運用コストの削減が市場競争力を高めています。様々な目的でのデータ利用の増加と、マシンツーマシンインタラクションの増加は、高まる市場需要に対応するために期待されています。

ソリューションに基づいて、世界の宇宙ベースレーザー通信市場は、宇宙間と宇宙対地上局に分類されます。

宇宙間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27.8%のCAGRを示すことが予想されています。宇宙間通信は、世界の宇宙ベースレーザー通信市場の成長における最も重要なアプリケーションです。より重要な衛星群に搭載される小型衛星の数が増加しており、通信、地球観測、技術開発、リモートセンシング、情報収集、監視、偵察などのアプリケーションのために、衛星間通信リンクが必要です。例えば、2020年1月、スペースXは初の相乗りミッション「トランスポーター1」において、高度560km、傾斜角97.6度の極軌道に10機の衛星を打ち上げ、宇宙間レーザー通信システムの実証を行いました。

宇宙対地上局は2番目に大きなセグメントです。宇宙対地上局通信には、双方向の宇宙レーザー通信端末が必要です。これらの端末は、衛星との間のアップリンクとダウンリンクを実行できます。これらの端末の利点は、地上ネットワークがカバーするエリアよりも広い範囲で使用できることです。地球上のあらゆる地理的場所で使用できます。これらの端末は、アンテナ付きの携帯電話ほどの大きさにすることができます。宇宙対地上局のレーザー通信は、重要なプレーヤーがレーザー通信の課題に直面しているため、実証段階にあります。霧、雨、もや、煙、砂嵐、水蒸気滴、湿気などの悪天候は、減衰を増加させ、宇宙レーザー通信の性能に重大な影響を与える要因です。

コンポーネント別では、世界の宇宙レーザー通信市場は、光学ヘッド、レーザー受信機・送信機、モデム、変調器、復調器、増幅器、ポインティング機構、周波数変換器に分類されます。

ポインティング機構セグメントは最大の市場シェアを占めており、予測期間中に27.3%のCAGR（年平均成長率）を達成すると予想されています。ポインティング機構は、宇宙レーザー通信端末の主要コンポーネントです。ポインティング機構は、センサー、コイル、その他のコンポーネントを含む電磁回路で構成されています。これらのコンポーネントは、円周上に互いに90度ずつ配置されています。ミラープラットフォームには4つの永久磁石が配置され、対応する4つのコイルとコイルコアは固定光源内に配置されています。したがって、ほとんどのコンポーネントは固定されています。すべての回路ポイントは、磁気的にミラープラットフォームに向かって引き寄せられます。

距離別では、世界の宇宙ベースレーザー通信市場は、短距離（5,000 km未満）、中距離（5,000～35,000 km）、長距離（35,000 km以上）に分類されます。

短距離（5,000 km未満）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28.7%のCAGRで成長すると予想されています。衛星間および衛星と地上局間の接続は、短距離レーザー端末を使用することで可能になります。これにより、短距離の衛星間ポイントツーポイント通信が可能になり、高速データ伝送が可能になります。この距離範囲では、低軌道（LEO）および中軌道（MEO）の衛星が好まれます。 Tesat Spacecom、BridgeComm, Inc.、Laser Light Communicationsなど、様々な企業が短距離宇宙レーザー通信の開発に取り組んでいます。例えば、2020年2月には、BridgeCommはCailabsと提携し、宇宙、航空機、地上のソリューション間のレーザー通信アーキテクチャの改善を目指しました。

地域別分析

地域別に見ると、世界の宇宙ベースレーザー通信市場は、北米、欧州、アジア太平洋、その他地域の5つの地域に分類されています。

北米の宇宙ベースレーザー通信市場シェアは、予測期間中に27.9%のCAGRで成長すると予測されています。SpaceX、Telesat、宇宙開発庁（SDA）といった様々な新興政府系および民間企業による、衛星間および衛星と地上局間のレーザー通信のための大規模衛星群の拡大は、宇宙ベースレーザー通信端末の需要を高めると予想されます。さらに、この地域、特に米国やカナダなどの国々における宇宙商業化の需要の急増に伴う深宇宙ミッションプログラムの拡大は、宇宙用レーザー通信部品の需要を高めるでしょう。

ヨーロッパは、予測期間中に39%のCAGRで成長すると予想されています。欧州宇宙機関（ESA）の最も活発な加盟国の一つとして、ヨーロッパの宇宙部門は近年急速に成長しており、今後も拡大が続くと予想されています。ヨーロッパは過去20年間に複数の衛星を打ち上げており、宇宙での活動拡大のため、衛星数の増加を計画しています。そのため、宇宙用レーザー通信端末を開発する企業は、この地域への資金提供と投資に関心を持っています。また、英国では宇宙関連組織が急増しており、新技術の活用によるナノ衛星および超小型衛星の継続的な技術進歩に向けた取り組みが強化されています。

アジア太平洋地域は、3番目に大きな地域です。アジア太平洋地域は、中国、日本、インド、そしてその他のアジア太平洋諸国の地域市場で構成されています。この地域の宇宙レーザー通信市場は、製品革新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長年にわたり世界的に拡大しており、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。アジア太平洋地域の宇宙レーザー通信産業は、ますます世界産業の重要な部分を占めるようになっています。この地域は世界で最も人口密度が高く、最も急速に成長している経済圏の一つです。量子通信衛星などの新技術の探究や、地政学的紛争の激化に伴う監視・偵察用衛星の導入増加は、新たな市場機会の創出につながると期待されています。

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宇宙ベースレーザー通信市場のトップ競合他社

1. AAC Clyde Space (Hyperion Technologies)
2. Analytical Space Operation
3. Ball Aerospace
4. BridgeComm
5. General Atomics
6. HENSOLDT
7. Honeywell International
8. Laser Light Communication (Halo Network)
9. Mynaric
10. ODYSSEUS SPACE SA
11. Rocket Lab USA, Inc
12. Space Exploration Technologies Corp. (SpaceX)
13. Space Micro
14. Tesat Spacecom
15. Thales Group

最近の開発状況

• 2023年3月 - 光通信技術の世界的リーダーであるTESATは、TESAT政府の設立に伴い、米国政府プロジェクト（TESAT Gov）を支援するため、米国でのプレゼンスを確立しています。
• 2022年9月 - 宇宙開発庁（SDA）のトランシェ1トランスポート層の一環として、Tesat-Spacecomは最近、衛星用光通信端末（OCT）（T1TL）の予備設計審査（PDR）を完了しました。この評価のために、SDAと、SDAのトランシェ0（TLT0）およびTLT1衛星の主契約者であるロッキード・マーティンがTESATに出席しました。