「宇宙で遊ぶ方法を変える」天儀研究院：瀟湘1号から海糸1号まで

2021年1月15日未明、インドネシアのスラウェシ省でマグニチュード6.2の地震が発生した。地震発生後、政府間国際機関GEO（地球観測機構）は各国のリモートセンシング衛星を利用して被災地を画像化し、現地政府の災害評価と災害救援を支援するよう各国宇宙機関に要請した。

1月17日夜、インドネシア政府は世界初の被災地衛星リモートセンシングデータを受信した。このデータを撮影したのは、打ち上げから1カ月足らずのヘイズ1号衛星だ。

2020年12月22日昼12時37分、天儀研究院は中国電科38校、アモイ大学などと共同で開発した海糸1号搭載長征8号キャリアロケットの打ち上げに成功した。これは合成開口レーダー（SAR）リモートセンシング衛星で、2020年12月25日、海糸1号衛星が初の軌道上画像を獲得することに成功した。これは中国の商業SAR衛星の空白を埋めるだけでなく、天儀研究院を国内初のSAR衛星を運営する商業会社にした。

設立5年の天儀研究院にとって、海糸1号衛星の打ち上げ成功は重要な意義がある。それは、天儀研究院が衛星開発業者から衛星データ事業者への飛躍を正式に実現したことを意味するからだ。

天儀研究院の共同創始者でCTO任維佳氏はこのほど、21世紀経済報道のインタビューを受けた際、天儀は設立当初から衛星製造の市場見通しは極めて限られており、将来のより大きな市場は、衛星を通じて地サービスを行うに違いないという基本的な判断を持っていたと述べた。

過去数年、天儀研究院の発展経路も日増しに明らかになってきた：まず衛星を自主開発することによって、衛星のコストを下げて、それから衛星を大量に宇宙に送り込み、大規模な星座を形成して、それから地上に性価格比のある衛星サービスを提供することができる。

これまで、天儀研究院は12回の宇宙任務を完了し、21基の小衛星の打ち上げに成功した。任維佳氏は記者に対し、天儀の計画によると、今後3 ~ 5年以内に、天儀は96基のSARリモートセンシング衛星星座のネットワークを構築することを明らかにした。その際、世界のほとんどの地域に対して、天儀の衛星は基本的に1時間に少なくとも1回のカバー周波数を保証することができる。

レーダー衛星VS光学衛星

リモートセンシング衛星は一般的に光学リモートセンシング衛星とレーダーリモートセンシング衛星の2種類に分けられ、光学衛星とレーダー衛星の違いについて、任維佳氏は例えば、光学衛星はカメラのようなもので、レーダー衛星はX線写真のようなもので、裸眼効果から見ると、レーダー衛星は確かに光学衛星ほど繊細ではないが、レーダー衛星の多くの利点も光学衛星では比較できない。

まずレーダーリモートセンシング衛星は天気や昼や夜の影響を受けないが、光学衛星の制限条件は非常に多く、雲一つで撮影を遮ることができるかもしれない。雨や霧の天気はもちろん、夜には光学リモートセンシングはほとんど仕事ができない。

「だから、もし1つの衛星が何日も同じ場所で図を出すことができれば、基本的にはレーダー衛星です」と任維佳氏は言う。「私は他の人と話をしているとき、あなたは（光学）衛星で写真を撮ったことがないとよく言っています。地球上の雲がどれだけ多いかはわかりません。さまざまな補助手段を考慮しなければ、光学衛星の撮影成功率は10%程度です」。

また、レーダー衛星はマイクロ波帯で動作しており、可視光帯とは大きく異なるため、レーダー衛星は人の目や光学衛星では感知できない情報を得ることができ、多くの異なる応用を実現することができる。

任維佳氏によると、レーダー衛星は一定の貫通性を持ち、芝生を貫通し、芝生の下の土壌の粗さと乾燥湿度を見ることができる。また、レーダー衛星は目標の位相情報を取得することもでき、この位相情報に基づいて地表の数ミリスケールの沈降変化を監視することができる。

これらの技術は、国のマクロレベルではずっと使用されていますが、ミクロレベルになると、みんなが使用するのは少ないです。現在、これらの衛星データはまだ時効性に欠けているからです。

例えばインドネシア地震後、天儀研究院が衛星画像を提出したのは3日後だが、これは依然として世界初であり、災害が発生した後、すぐに画像を手に入れることができれば、最も理想的なことに違いない。

また、ある地方農業局は任維佳氏と交流したことがあり、農業は節気を非常に重視しており、衛星が節気別に全景図を提供できれば、農業状況を把握する上で非常に重要だと述べている。しかし、現実的には、彼らは今四半期ごとに1枚の図を得ることができ、非常に遅れている。

「だから、リモートセンシングが時効問題を解決すると、巨大な市場が爆発します。私たちは神の視点に立って、地球の表面のさまざまな状態をいつでも把握することができます」と任維佳氏は言う。

ヘイズ1号の大冒険

天儀計画のSAR衛星星座は、時効性の問題を解決したいと考えているが、その前に、商業会社として、天儀研究院がまず解決しなければならないのは、より効率的で経済的な方法でSAR衛星を生産する方法だ。

海糸1号には、天儀研究院の大胆な革新がたくさん表れている。任維佳氏によると、衛星構造上、天儀は従来の衛星がレーダーを「抱え込む」パターンを打破し、国内で初めてレーダーと衛星を一体化した設計を採用した。これにより、他の指標が近いSAR衛星の重量が300キロ級の時、海糸1号の重量は185キロだった。

次に、海糸1号はコストの非常に高い軍需産業級の装置を選択せず、工業化製品を採用して代替することで、衛星コストを数十倍に下げるだけでなく、衛星の体量を数倍に下げることができた。

また、海糸1号は星全体を折り畳むことができる設計を採用しており、打ち上げの際に占有されるロケット空間をより小さくしている。任維佳氏によると、従来のレーダー衛星発射は、ロケット発射の主任務として行われていたが、海糸1号はロケットの片隅に詰め込まれて打ち上げられたため、ロケット発射のコストはさらに下がったという。

最後にプロセスの最適化であり、従来、レーダー衛星が打ち上げられる前に、1、2カ月にわたる全プロセステストを発射場に繰り上げて行っていたが、海糸1号の発射場テストは3日程度しかかからなかった。

任維佳氏によると、以前は発射前のテストをしていたが、基本的には発射場で実験室を再建することに相当し、コストは極めて高い。しかし、海糸1号は最も簡単な電源投入テストしかしておらず、各種の展開テストもしておらず、中間のテストコストはまた数十倍削減された。

事実は、天儀の今回の冒険が成功したことを証明している。任維佳氏によると、革新は技術の革新だけではなく、私たちのプロセスに対する理解に基づいて、不要なプロセスを取り除くことも革新だという。

もちろん、これも商業宇宙と国家チームの理念上のいくつかの違いであり、国家チームは成功を保つために、彼はあらゆる代価を払ってリスクを下げるが、商業会社としては総勘定を計算しなければならない。

「テストをしないと10%のリスクがあるなら、私は必ずコントロールしますが、もし0.1%のリスクしかないなら、私はむしろ冒険したいです。この時、商業宇宙にとって、すべてのタスクの100%成功を追求しません」と任維佳氏は述べた。「例えば、衛星1基に1回で成功するために1億ドルが必要な場合、私たちは衛星のコストを1千万ドルに下げて、2回失敗しても成功すれば、この衛星の単星のコストは3千万ドル以上になります。しかし、コストを100万ドルに下げるとしたら？10回失敗しても、全体のコストは1千万ドルになります。しかし、もし本当に1千万で衛星を1基送ることができたら、コストは10倍に下がった」と話した。

宇宙で遊ぶ方法を変えて

過去数年を振り返ってみると、任維佳氏は天儀研究院が今日まで歩くことができたのは、何度も冒険博を通じて出てきたからだと考えている。「商業宇宙飛行の本質はコスト削減のために試行錯誤を革新し、繰り返していく過程だと考えています。過程で多くの問題に遭遇しましたが、方向がはっきり見える限り、断固とした行動が必要で、革新はすべてやってきたものです」

任維佳氏は記者に、起業したのは、2014年に資本市場に接触してから、突然多くのことに別の開き方があることに気づき、宇宙飛行をすることにしたからだと話した。

2015年、任維佳は中国科学院を退職し、現在の天儀研究院の楊峰CEOとともに天儀研究院を設立した。

当時、任維佳の提案の下、天儀は科学研究小衛星を切り口領域として選んだ。任維佳氏によると、科学研究衛星からスタートするのは、科学研究衛星の要求が相対的に低いためであり、天儀が発展初期に技術蓄積を行うのに適している一方、科学研究衛星を作ることであり、天儀の遺伝子により合致しているからだという。

天儀研究院を設立する前、任維佳は神舟4号、神舟5号、神舟6号、神舟7号、神舟8号、天宮1号、天宮2号、天舟1号、有人宇宙ステーションなどの任務に参加したことがあり、当時彼が主に担当していたのは宇宙船上の各種科学研究だった。また、2003年から2007年にかけて、任維佳も地上衛星の開発に参加したことがあるので、衛星全体の製造過程に非常に詳しい。

しかし、任維佳氏はチームを率いて天儀研究院の最初の衛星「瀟湘1号」の開発を始めたとき、創業会社としての苦労も体験した。「当時は会社全体で20人以上、その中に技術チームが15人ほどいましたが、この中で宇宙飛行をしたことがあるのは、私一人だけでした」と任維佳さんは言いました。

このような状態で、1年もたたないうちに、任維佳はチームを連れてこのほとんど不可能な任務を無理に遂行し、衛星を作り出した。2016年11月10日、瀟湘1号衛星は長征11号搭載ロケットの打ち上げに成功した。

これは天儀研究院の初の衛星で、その消息はほとんど天儀に壊滅的な被害をもたらした。任維佳氏によると、コストの一方で、この星は失敗して明後日儀は自分でコストを負担してもう1本出す必要があり、もう一方では資本市場の信頼で、当時多くの投資家はあなたの衛星に問題があるのを見て投資したくなくなり、これも天儀を危うく歩けなくさせたという。

今振り返ってみると、任維佳氏は当時の天儀を「無知者無畏」だと感じていたが、この無畏によって、天儀は設立初年度に衛星製造、打ち上げの全プロセスの検証を完了させ、重大な挫折があったが、過程で天儀に多くの重要技術の検証を完成させ、これも後の衛星開発のために基礎を築いた。

その後、天儀は毎年1 ~ 2回のペースで急速に反復し続け、大部分の任務を達成できなかった「瀟湘1号」から業界の注目を集めた「海糸1号」まで、規則的なやり方では、これらの衛星の打ち上げはいずれも遠のいてしまう可能性がある。