宇宙軌道上燃料補給市場 サイズと展望 2025-2033

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宇宙軌道上燃料補給市場の成長要因

持続可能で再利用可能な宇宙システムへの需要の高まり

宇宙の持続可能性は、軌道上燃料補給と衛星サービスによって大きく前進しました。これらのイノベーションは、老朽化し​​た衛星の寿命を回復させ、将来の宇宙船ミッションの範囲を当初の目標をはるかに超えて拡大することを目指しています。かつて、衛星は、内部のコンポーネントが完全に機能していても、時間の経過とともに価値を失う固定資産とみなされていました。そのため、燃料補給技術は、これらの衛星の交換にかかる資本を大幅に節約することができます。さらに、過剰な宇宙ゴミの蓄積は、安全性への懸念の高まりにつながっています。

静止軌道衛星は交換コストが最も高いため、静止軌道衛星の寿命延長とサービスは、すべての主要プレーヤーにとって非常に収益性の高い市場です。 SpaceX、ロッキード・マーティン社、ノースロップ・グラマン社といった宇宙軌道上燃料補給企業、さらにはESAやNASAといった政府機関の参入は、宇宙軌道上燃料補給市場の必要性と可能性を示しています。

寿命延長サービスが将来的に他の軌道上サービスを可能にする

軌道上燃料補給は、衛星の寿命を延ばすことで、衛星運用事業者が投資収益率を高めることを可能にします。寿命延長サービスは、軌道離脱、検査、製造、組立など、複数のサービスが依存しているため、宇宙軌道上サービス市場全体の中で最も重要な軌道上サービスです。

• 例えば、アストロスケールの寿命延長軌道上サービス（LEXI）は、複数回のドッキングとドッキング解除が可能なように設計されており、様々な衛星の寿命を延ばすことができます。 ELSA-Mサービス機は、燃料補給や軌道離脱機能など、いくつかの革新的な運用を実証するためにも設計されています。しかし、LEXIサービス機が一度限りの資産として開発され、宇宙で燃料補給が行われなかった場合、その地域の宇宙ゴミが増加し、高価な技術や機能はすべて無駄になってしまいます。そのため、このようなサービス宇宙機の寿命を延ばすには、燃料補給と修理を行うことが不可欠です。

もう一つの強力なロボットシステムは、宇宙インフラデクステラスロボット（SPIDER）です。Maxar Technologies Inc.とNASAは、軌道上での宇宙船部品の組み立てと再構成を実証するためにSPIDERの開発に取り組んでいます。したがって、寿命延長は衛星にとって有益であるだけでなく、他のサービス宇宙船にとっても有益です。

市場の制約

燃料補給の高い運用コスト

運用コストを考慮すると、寿命延長サービスは現時点では中軌道（MEO）や静止軌道（GEO）などの高軌道でのみ利益をもたらします。例えば、静止軌道（GEO）の衛星は製造コストが高く、平均コストは衛星1機あたり1億5,000万～4億ドルの範囲です。また、地球を完全にカバーするには、運用者は約3機から5機の衛星を必要とします。静止軌道（GEO）の衛星の交換には莫大な費用がかかるため、燃料補給は経済的に実行可能であり、運用者の労力と資本を節約します。

低地球軌道への打ち上げコストははるかに低いですが、そこで燃料補給ミッションを送ることは、新しい衛星を軌道に乗せることと同等の費用がかかります。したがって、経済的に実現可能で商業的に魅力的な燃料補給宇宙船となるためには、低軌道上において複数の衛星への燃料補給が可能でなければなりません。低軌道上における多数の衛星への対応は複雑であるため、商業的に実現可能となるまでには、まだ数年かかるでしょう。

市場機会

スタートアップ企業への投資増加

民間投資家、既存企業、政府機関、ベンチャーキャピタリストは皆、投資収益の可能性と潜在性に着目し、宇宙軌道上燃料補給業界のスタートアップ企業に投資しています。一部の衛星事業者は、サービスの商業化にあたり、最初の顧客となる宇宙サービスプロバイダーと早期契約を締結しています。

• 例えば、2022年4月、Momentus SpaceはSpaceXと複数の打ち上げ契約を締結しました。この機会は、Vigorideの軌道上輸送能力と顧客へのサービス提供能力を実証し、コスト削減とサービス提供の拡大につながる新たな技術開発に貢献するでしょう。

宇宙産業における主要既存企業の投資と参入の増加は、市場の潜在性を示しています。加えて、既存企業と投資家が宇宙軌道上燃料補給業界に対して前向きな見通しを持っていることも、顧客の注目を集め、燃料補給サービスへの信頼を築く上で役立つでしょう。

アプリケーションインサイト

通信セグメントは市場シェアが最も高く、予測期間中に95.62%のCAGRで成長すると予測されています。通信衛星は主に高軌道に配置され、1機あたり約1億5,000万～4億ドルのコストがかかります。さらに、通信衛星の製造には莫大な費用がかかり、事業者は地球を完全にカバーするために3機から5機程度の衛星を配置しなければならない場合が多くあります。これらの高価な通信衛星は、燃料が尽きると、他のコンポーネントがまだ機能していても運用不能になります。このような場合、事業者が衛星を交換するには莫大な費用がかかります。そのため、衛星の燃料補給はより費用対効果の高い選択肢となります。

地球観測衛星は、軌道上から地球を観測し、陸地、海洋、大気、氷に関する重要なデータを提供します。これらの衛星は、地球上の資源の保護、監視、管理を可能にします。地球観測衛星は主に低軌道（LEO）に配置され、リモートセンシングを行うことができます。静止地球観測衛星は、1機あたり地球の3分の1をカバーすることができます。そのため、120度間隔で3機の静止地球観測衛星を運用すれば、極地を除く地球全体のデータを提供することができます。さらに、静止地球観測衛星は気象衛星に最も多く利用されています。民間企業と政府機関は、まもなく地球観測衛星への燃料補給の実証実験を行う予定です。例えば、NASAは今後数年間でOSAM-1ミッションの一環として、ロボットアームを用いてランドサット7号地球観測衛星への燃料補給を行う予定です。

エンドユーザーインサイト

商用セグメントは最も高い市場シェアを占めており、予測期間中は年平均成長率（CAGR）100.56%で成長すると予想されています。軌道上燃料補給市場の商業エンドユーザーセグメントは、主要企業による技術進歩の急速な進展と複数の投資流入により、予測期間中に最大の成長率を達成すると予想されます。

• 例えば、2021年9月、NASAはティッピングポイント入札の一環として14社に資金を提供しました。また、2021年8月には、Starfish Space Inc.が米国宇宙軍から170万ドルのフェーズII中小企業イノベーション研究（SBIR）契約を獲得し、セファロポッドソフトウェアの開発を行いました。セファロポッドソフトウェアは、小型RPOD宇宙船の実現に電気推進を利用する自律型ランデブー、近接運用、ドッキング（RPOD）ソフトウェアです。搭載誘導装置により、機体の操縦能力は8倍に向上します。

軍、民間政府、研究機関は、世界の宇宙軌道上燃料補給市場のエンドユーザーです。軍は、軍事通信、航法、監視、情報収集など、様々な目的で多種多様な衛星を利用しています。軍事衛星が遂行するように設計されたミッションは、軍人の作戦能力に直接的な影響を及ぼします。これは、衛星が早期警戒や部隊の移動・再配置に関する情報など、敵軍に関する重要な情報を提供できるためです。現在、軍事衛星がどのように燃料補給を実現できるかを実証するための複数のデモンストレーションが行われています。一例として、米国宇宙軍は2025年に3機の小型衛星を静止軌道（GEO）に打ち上げる予定です。これらの衛星は、軌道上燃料補給を行うために燃料タンクとのドッキングを試みます。さらに、2022年3月には、Orbit Fab, Inc.が、米国連邦政府が使用する衛星と燃料補給ポートの互換性を確保するための1,200万米ドルの契約を獲得しました。

能力に関する洞察

軌道上分野は、予測期間中に大幅に成長すると予想されています。軌道上ランデブーは、あらゆる燃料補給作業を成功させる上で不可欠です。燃料補給を成功させるには、衛星と燃料補給機がランデブープロセスを安全かつ正確に実行する必要があります。場合によっては、顧客の衛星に取り付けられた拡張型ランデブーカーが高度制御、推進、燃料移送を行います。ランデブーが成功しなかったり、正しく行われなかったりした場合、ミッション計画と宇宙船の設計において是正措置が必要となります。是正措置が必要なのは、ランデブーが行われ、新しい宇宙船が衛星に正しく取り付けられなかった場合、統合構造全体の重心が移動し、以前ほど安定しなくなり、転倒する可能性があるためです。ランデブーが完了すると、ミッションは軌道離脱ミッションに切り替える必要があり、他の活動への干渉を避けるため、燃料補給はもはや選択肢ではなくなります。この革新的なアイデアは、静止軌道上の衛星メーカーと運用者によって具体的に検討されています。これは、静止軌道上で衛星に燃料を補給する最も実現可能な方法です。

宇宙に燃料ステーションを設置する目的で、軌道上燃料貯蔵の概念が提案されています。組織は、必要な衛星への燃料補給を容易にするために、地球周回軌道上に複数の燃料ステーションを設置することができます。燃料補給ミッションの成功には、軌道上燃料補給サービスのターンアラウンドタイムを考慮することが不可欠です。燃料デポが存在するということは、軌道上で待機している複数の補給宇宙機が大量の燃料を保有し、軌道上で待機している様々な衛星に供給することを意味します。あるいは、軌道上燃料補給ステーションに燃料を長期間保管し、必要な燃料を補給する必要があることを意味します。一方、軌道上燃料貯蔵は危険を伴うだけでなく、国の認可を得るのも困難です。宇宙における燃料ステーションは周辺の衛星にとって大きな脅威となるため、燃料ステーションを建設する場合でも、安全かつ確実に整備され、他の衛星との適切な距離が確保されることが極めて重要です。

地域分析

北米は世界の宇宙軌道上燃料補給市場において最大のシェアを占めており、予測期間中は97.29%のCAGRで成長すると予想されています。ノースロップ・グラマン、ロッキード・マーティン、スペースX、モメンタス・スペース、テザーズ・アンリミテッド、オービット・ファブといった大手企業や、多数の宇宙軌道上燃料補給企業が市場の成長を牽引すると予想されます。この地域では、NASA、民間投資家、ベンチャーキャピタリスト、そしてロッキード・マーティン、ノースロップ・グラマン、スペースXといった航空宇宙大手企業が、軌道上燃料補給技術の開発に巨額の資金を投入しています。

• 例えば、2021年9月、Starfish Space Inc.は、軌道上デブリの除去や寿命延長作業を支援する軌道上サービス用宇宙タグの開発と加速化のため、NFX、MaC Venture Capital、PSL Ventures、Boost VC、Liquid2 Ventures、Hypothesisから700万米ドルを調達しました。

ヨーロッパ市場動向

ヨーロッパは予測期間中、年平均成長率（CAGR）96.56%で成長すると予想されています。ヨーロッパは、宇宙分野に対して多大な政府支援と投資家の関心を集めています。この地域には、世界中で軌道上燃料補給ソリューションとサービスを提供する主要企業が数多く存在します。さらに、ヨーロッパには、D-Orbit SpA、Thales SA、LMO Spaceなど、軌道上燃料補給市場における主要プレーヤーが複数存在します。ヨーロッパの宇宙起業家への資金の大部分は、民間投資家とベンチャーキャピタリストから提供されています。メガコンステレーションの増加に伴い、宇宙ゴミは深刻な問題となっており、周辺にあるすべての宇宙船を危険にさらし、宇宙ゴミの除去が必要となっています。欧州宇宙機関（ESA）は、クリーンスペースなどの宇宙持続可能性イニシアチブに資金を提供し、使用済み衛星を軌道上から除去するクリーンスペース活動を支援しています。

アジア太平洋地域の市場動向

オーストラリアやインドなど、いくつかの国が急速な経済発展を遂げていることから、アジア太平洋地域の宇宙産業は成長の加速によって繁栄しており、ますます注目を集めています。この地域では、衛星ベースのサービスを提供できる小型衛星コンステレーションの構築にますます注力しています。現在、この地域の成長は、オーストラリア、インド、そして日本に拠点を置く企業が牽引するでしょう。また、アジア太平洋地域では、軌道上燃料補給や軌道上サービス分野に特化した企業はごくわずかです。この地域の企業の多くは、アジア太平洋地域におけるデブリ軽減に取り組んでいます。

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宇宙軌道上燃料補給市場のトップ競合他社

1. Astroscale Holdings Inc
2. Altius Space Machines, Inc
3. D-Orbit SpA
4. Lockheed Martin Corporation
5. LMO Space
6. Maxar Technologies Inc
7. Momentus Space
8. Orbit Fab, Inc
9. Obruta Space Solutions
10. Orbit Recycling
11. SpaceX
12. SpaceLogistics (a subsidiary of Northrop Grumman Corporation)
13. Space Machines Company
14. Starfish Space Inc
15. Tethers Unlimited, Inc

最近の開発状況

• 2022年12月 - スペースXは、フロリダ州にあるNASAケネディ宇宙センターの39A発射施設（LC-39A）から、54基のスターリンク衛星を低地球軌道に打ち上げました。これは、ファルコン9の第一段ブースターが宇宙船の打ち上げと着陸に使用された15回目のケースでした。また、Crew Demo-2、ANASIS-II、CRS-21、Transporter-1、Transporter-3、そして10件のStarlinkミッションも打ち上げました。
• 2022年10月 - SpaceXは、フロリダ州ケープカナベラル宇宙軍基地のスペース・ローンチ・コンプレックス40（SLC-40）からSES O3b mPOWERを中軌道に打ち上げました。これは、このFalcon 9第一段ブースターにとって8回目の打ち上げと着陸であり、これまでにCRS-22、Crew-3、Turksat 5B、Crew-4、CRS-25、Eutelsat HOTBIRD 13G、そしてStarlinkミッションの打ち上げと着陸に使用されました。