2020年代に入り、宇宙技術とインターネット技術は融合しつつある。私たちは今まさに宇宙インターネット競争の幕開けに立っている。SpaceX、ソフトバンク、Amazon、Google、Virgin、Facebookといったテクノロジー大手は、低軌道（LEO）において数千基の衛星を打ち上げ、運用し、入れ替えるために、数百億ドル規模の投資を行う可能性がある。
今後10年間で、軌道上で運用される衛星の数は、約2,000基から20,000基へと10倍に増加する可能性がある。
宇宙を活用したインターネットに賭けるテック界の巨人たちにとっては、技術、規制、投資に伴う潜在的なリスクを相殺するだけの大きな見返りが期待されているはずだ。
LEO事業者のSpaceXとOneWebは2020年に限定的な商用サービスの提供を開始する見込みで、その後2022年にはTelesat、LeoSat、Amazonも続く見通しだ。「未接続者をつなぐ」という理念は崇高で政治的にも受けのよい目標だが、中期的には、LEOネットワークがインターネットに未接続の人々を接続するための、手頃な価格の単独の選択肢となることはないだろう。LEOネットワークは、少なくとも間接的には、地上の携帯ブロードバンドや5Gの普及範囲を拡大する上で重要な役割を果たすべきである。
一部のLEO事業者、特に強烈な個性を持つ経営者が率いる企業は、単独で事を進め、将来のインターネット・インフラの大部分を自ら構築しようとする誘惑に駆られるかもしれない。
しかし、インターネットが政府や民間部門のステークホルダーの経済的・政治的利益にとって戦略的に重要であることから、技術標準化、宇宙へのアクセス、軌道上のデブリをめぐる議論が紛糾し、複雑化する可能性がある。
スピードを優先するために、退屈な国際的・マルチステークホルダーによる協力を脇に置くことは魅力的に映るかもしれないが、単独かつ性急に行動することの弊害は、先行者となることによる潜在的な利益を上回る。
インターネットの（革）命？
LEO衛星は地表から300～2,000kmの軌道を周回しており、静止衛星の36,000km軌道と比べると大幅に近い。この地球への近接性により、LEOと地球間の通信は、静止衛星を介して実現される遅延（レイテンシー）のわずか20%で実現できる。
地球と衛星の間の信号伝搬をより低遅延で実現することも重要だが、世界のインターネットにとってより大きな進展となるのは、数千基の衛星をレーザーで相互接続し、世界規模の宇宙光メッシュネットワークを形成して、数十テラビット毎秒の容量を生み出す可能性かもしれない。
宇宙光メッシュネットワークは、次の距離において、より低遅延な通信を実現できると見込まれる: 3,000kmを超える距離において、地上の光ファイバーネットワークよりも低遅延となる。その理由は主に以下の2点である。
1. 光の速度光の速度は、伝搬する媒体によって異なる。例えば、光は光ファイバーケーブル内では、宇宙空間の真空中と比べて30%遅く伝搬する。
2. 地上・海底の光ファイバーネットワークは、二地点間で最短または最も直接的な経路を提供することがほとんどなく、多くの場合、大きな陸塊を迂回する。
理想的な条件下では、ニューヨークとロンドン間の標準的な光ファイバー回線を伝搬するデジタル信号の往復には約76ミリ秒かかる。同じ信号を宇宙光メッシュネットワーク経由でルーティングした場合、理論上は往復を50ミリ秒で完了できる可能性があり、信号伝搬時間は34%削減される。
宇宙光ルーティングの地上型光ファイバーに対する相対的な優位性は、距離が長くなるほど大きくなる。例えば、ロンドンとシンガポール間の光ファイバーネットワークでの信号伝搬には159ミリ秒を要する。宇宙光ネットワークでは、90ミリ秒の往復が可能であり、これは43%の削減に相当する信号伝搬時間の短縮を意味する。
複数の軌道にまたがる数千基の衛星を相互接続し、地上ネットワークとシームレスに連携させることは、容易な偉業ではない。インターネットの中核をなす伝送・ネットワークプロトコルは、宇宙を介したメッシュネットワークを想定して設計されたものではなく、低遅延化によってネットワークが誤作動を起こす可能性もある。
インターネットの中核をなすIPシグナリングやルーティングプロトコル、そしてトラフィックおよびリソース管理の仕組みの一部には、大幅な適応が必要となり、場合によっては全面的な再設計が求められるだろう。
技術標準化は極めて緩慢に進んでおり、国際機関、多国間機関、地域機関、国家機関、業界団体など、関与する組織も多岐にわたることを踏まえると、LEOと地上のインターネット事業者は、戦略的に調整された技術開発と政策提言を行う必要がある。実際、LEO事業者は、必要な認可やライセンスを現地で取得するために、世界中の数十の地上事業者による規制面での支援を必要とするだろう。
LEOインターネット：未接続者をつなぐのか、それとも大型ヨットのためか？
SpaceXとOneWebのLEOネットワークが今後12～18か月以内に稼働を開始すると、その最初の顧客群には、高級海運、航空輸送、セキュリティ・防衛関連企業が相当数含まれるだろう。
顧客基盤を大型ヨットやプライベートジェットの所有者以外にも広げるためには、LEO事業者は、世界数十か国の現地における地上事業者（およびその営業チーム）による商業面での支援を必要とするだろう。地上事業者は、LEOサービスや機器の現地ライセンス保有者や販売代理店にとどまらず、次世代ネットワークを構築するために柔軟かつ低遅延の接続を必要とする、LEO事業者にとっての重要な法人顧客にもなるだろう。
5Gネットワークが、数十億台のスマートフォン、住宅、オフィス、機械に超高速かつ低遅延の無線接続を提供し、産業を変革させるという話は、誰もが耳にしているだろう。これを実現するには、5Gネットワークは「ラストマイル」の無線ネットワークの密度を大幅に高め、利用者やつながるモノにはるかに近づける必要がある。
しかし、そのためには、ネットワークエッジにある数十万のデータセンターと、地理的に分散したクラウドコンピューティングネットワークとの間で、最小限の遅延で膨大な量のデータを効率的に中継する必要がある。
地上の光ファイバーネットワークの到達範囲が限定的であることは、5Gネットワークの到達範囲を人口密集都市部を越えて拡大する上で大きな障害となっている。これは発展途上国だけの問題でもない。米国では、予想される5Gネットワークの需要を満たすのに十分な光ファイバーを敷設するために、今後5～7年間で最大1,500億ドルが必要になると見られる。
移動体通信事業者が、高所得・高密度のビジネス街を越えて5Gの提供範囲を拡大しようとする中、LEOネットワークは光ファイバーネットワークの空白を埋める柔軟な手段を提供し得る。2022年半ばまでに、LEOネットワークは既存の光ファイバーインフラの地理的範囲を越えて、5Gネットワークの端部を拡張し始めるはずだ。同様に、一部の経路では海底ケーブルを補完する存在となり、場合によっては代替となる可能性もある。
LEOネットワークは、トラフィック管理、負荷分散、経路最適化のためのソフトウェア定義ネットワークの進歩からも、さらに恩恵を受けるだろう。LEOと地上ネットワークの間でシームレスな相互運用が実現すれば、両者を組み合わせた柔軟性と信頼性が高まり、これはグローバルな法人顧客や公共安全分野の顧客にとって極めて重要な検討事項となる。
対衛星兵器、軌道上のデブリおよびその除去
NASAによると、ソフトボールより大きいデブリは20,000個、ソフトボールから爪の大きさまでのものは650,000個存在するとされる。すべての物体が時速28,000km（銃弾の速度の約10倍）で周回しているため、爪ほどの大きさのデブリであっても、衛星を損傷させたり、宇宙空間で作業中の宇宙飛行士を死亡させたりするほどの衝撃力を持ち得る。
地政学的緊張が高まる中、複数の政府が対衛星（ASAT）ミサイルシステムを開発し、公開試験を実施している。対衛星兵器の軍拡競争は、誤算、衝突、デブリのリスクを高め、宇宙へのアクセスを何年、場合によっては何十年にもわたって大幅に制限する可能性がある。民間・公共を問わずすべてのステークホルダーの利益は、新たなデブリ、リスク、不確実性を生み出しかねない行為を避けることによって最も良く守られる。
制御を失った衛星の除去や軌道離脱のための技術は、ロボットによって展開されるハープーン、ネット、レーザー、イオンビームなど、いくつかの技術が開発の初期段階にある。これを正しく実施し、大規模に対処するには、さらなる投資、研究、国際的な合意が必要となる。この目的のため、世界経済フォーラムは、欧州宇宙機関およびMITと共に、衛星事業者がより持続可能な運営を行うよう促し、さまざまなデブリ低減策を奨励するため、マルチステークホルダーによる取り組みとして宇宙の持続可能性評価制度の開発を主導している。
結論
LEOインターネット・コンステレーションの開発、打ち上げ、規模拡大をめぐる競争は、潤沢な資金を持つインターネット企業やテクノロジー企業の間で、リスクが高く、潜在的な見返りも大きいものとなるだろう。しかし、「素早く動き、物を壊す」という姿勢や、単独で事を進めるだけでは通用しない。健全な競争はあらゆる競争にとって不可欠な要素であるが、複雑な技術上、規制上、地政学上の課題を解決するには、段階的かつマルチステークホルダーによる協力が必要となる。
LEOインターネットの普及に向けた価格面の障壁を克服し、「未接続者をつなぐ」ためには、一部のLEO事業者が提案する、いわゆるフェーズドアレイ方式のユーザー端末の製造において規模の経済が必要となるほか、あらゆるものを移動させるための循環型のグローバル・サプライチェーンも必要となる。
これを実現するには、テクノロジー企業、業界団体、世界各地の規制当局を含む幅広いステークホルダーによる技術標準化と合意形成が必要となる。これには数年を要し、世界数十か国にわたる数万人の優秀な人材による懸命な努力と協力が求められるだろう。
