宇宙は、もはや政府や航空宇宙・防衛企業だけの領域ではない。
マッキンゼーは、新たな機会を今追求する企業は先行者としての優位性を得られる可能性があると説明している。
マッキンゼーによると、宇宙経済には今後さらに多くの恩恵があり、気候変動の監視、食料安全保障、国家安全保障などが含まれる。
マッキンゼーは、技術面と財務面の両方における今後の課題を過小評価すべきではないとしつつ、宇宙の可能性も非常に大きいと述べている。
第二次世界大戦直後に商業フライトに搭乗した乗客は、その後10年間で航空旅行が急成長することを知らなかったし、1990年代に初めてインターネットに接続した人々も、やがてコンピューターが自分たちのニュース、娯楽、社会生活の多くを提供するようになるとは気づいていなかった。そして今日、宇宙経済――人類に利益をもたらす、軌道上や他の惑星での活動を広く指す――が、人々の暮らしや働き方をまもなく大きく変えうることを理解している人はほとんどいない。
変化の兆しは既に表れており、SpaceX、ブルーオリジン、その他の民間企業が自前のロケットを打ち上げ、衛星コンステレーションを展開しているというニュースが頻繁に見出しを飾っている。かつては主に政府機関の領域だったこうした活動は、製造、推進、打ち上げにおける最近の技術的進歩により、宇宙に進出し、ミッションを実施することがはるかに容易かつ低コストになったため、今では民間部門でも可能になっている。コストの低下により新興企業が参入しやすくなり、既存の航空宇宙企業も、かつては高額すぎるか困難すぎると思われていた新たな機会を模索するようになった。技術の改善は投資家の関心も引きつけており、過去5年間で宇宙分野への資金拠出が急増している。
革新的な宇宙応用の可能性は非常に大きく、特に既存の航空宇宙企業が、従来は軌道に進出してこなかった企業と提携する場合にはなおさらである。例えば、製薬会社が細胞の成長を研究するために宇宙ステーション内に研究施設を設けたり、半導体企業が地球外の工場でチップを製造し、無重力など宇宙環境の一部の側面がその工程を改善するかどうかを見極めたりする可能性がある。数年前までは SF のような話に思えたこうした可能性は、近い将来、複数の産業にまたがる事業において不可欠な要素になりうる。
しかし、企業はどのように、またいつ、宇宙へのより大きなアクセスを活用し、新たなユースケースを追求すべきなのだろうか。また、技術がまだ初期段階にある中で、どの機会が最も有望かをどのように判断できるのだろうか。多くのことは依然として不確実だが、今からこれらの問いを探り始める企業は、長期的な優位性を得られる可能性がある。
宇宙経済の恩恵――今後さらに広がる
宇宙は長らく、イノベーションを促す強力なインキュベーターの役割を果たしてきた。当初は政府や大手通信会社が主導していたが、今では多数の民間企業も加わっている。1957年のスプートニク1号の打ち上げ以降今日まで、宇宙経済は、通信、データ、画像の収集・分析などを含む衛星サービスを通じて、その価値の大部分をもたらしてきた。衛星は、遠隔地にある在庫の監視、クレジットカード取引の即時承認、国際的なビデオ会議など、大企業の複数の業務を支えている。消費者も、オンラインのナビゲーションシステムが現在地を特定するときや、飛行機内や携帯電話の基地局がない地方から電話をかけるときに、衛星技術を利用している。また、テレビの視聴者は、お気に入りの番組を視聴できるよう信号を送ってくれる衛星に感謝すべきだろう。こうした活動における衛星の役割は見過ごされがちである。多くの人は、必要な接続性を地上のコンピューターネットワークが提供していると考えるかもしれない。しかし、不具合が生じて、背景で目立たず稼働している技術に注目が集まるまでは、そうした認識が一般的である。
さらに、衛星は世界の指導者が、解決の難しい社会・環境・経済上の課題に取り組む助けにもなっている。衛星データが、他の情報源よりも効果的かつ包括的に洞察を提供できる場合が多い、いくつかの例を見てみよう。
気候変動。160基を超える衛星が地球を監視し、地球温暖化の影響を評価するとともに、違法伐採など、問題の一因となりうる活動を検出している。NASAは、衛星アクアに搭載された機器を用いて、海水、水蒸気、雲、海氷・陸氷、降水などに関連する環境変化を20年以上にわたり監視してきた。その他の衛星は、山火事、海岸侵食、その他の気候関連の自然災害に対して、政府機関が緊急対応を取る助けとなる情報を提供している。
食料安全保障。衛星データは、作物の生育状況や、干ばつ、害虫の侵入など収穫への潜在的な脅威を監視するために、ますます利用されている。NASAと米国国際開発庁（USAID）の協力プロジェクトであるSERVIRは、地球観測衛星と地理空間技術のデータを活用し、食料不足を含む複数の課題に政府が対処できるよう支援している。
国家安全保障。政府は、多くの場合民間部門の企業と協力しながら、衛星画像とデータを用いて、部隊の移動や兵器システムの配備に関する情報など、価値の高い情報を得ることができる。
非営利団体であるスペース・ファウンデーションによると、宇宙経済の価値は2021年に4,690億ドルに達し、2020年から9%増加した。これは2014年以来記録された最も高い成長率である。宇宙経済は現在、地球上の活動を可能にしたり強化したりすることによって最も多くの価値を生み出しているが、軌道上での保守・整備、研究開発、製造など、完全に軌道上で行われる機能からも、今後大きな価値が生まれる可能性がある。とはいえ、現在利用可能な衛星サービスは引き続き重要であり、一部の新たなユースケースにとって不可欠となる可能性もある。
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ついに転換点へ
研究者や他の宇宙愛好家たちは、軌道上でのビジネス活動や、さらには宇宙都市の開発の可能性について長く議論してきた。しかし今、コストの低下と技術能力の向上により、宇宙経済はついに転換点を迎えつつあり、企業が宇宙で大規模な活動を実施できる段階に近づいている可能性がある。コストが下がり続けるにつれ、さらに多くの企業が宇宙事業を検討するようになるだろう。そして初めて、宇宙への進出から利益を得ることさえ可能になるかもしれない。
打ち上げ回数の増加、コストの低下
低軌道（LEO）における大型機の打ち上げコストは、1キログラムあたり6万5,000ドルから1,500ドル（2021年ドル換算）まで低下しており、これは95%を超える減少である。コンピュータ支援設計、3Dプリンティング、その他のイノベーションが、製造工程の合理化とサプライチェーンの改善を通じて、コスト削減に貢献している。効率を重視する新たな商業打ち上げ事業者の台頭も後押しとなっている。例えば、これらの企業のエンジニアは、打ち上げ機の再利用可能な部品を開発しており、これはコストを抑えるとともに持続可能性を高めている。特にSpaceXにおける最近の打ち上げ頻度の増加が、コストの低下を加速させている。
現在進められている研究開発により、打ち上げコストはさらに低下する可能性がある。例えばレラティビティ・スペースは、3Dプリンティング、人工知能、自律ロボティクスを用いて、完全再利用が可能な低コストロケットの艦隊を構築する計画である。これらの機体の初打ち上げは、フロリダ州ケープカナベラルで2024年に予定されている。同様に、SpaceXは、2022年後半に、史上最大かつ最も強力な再利用型打ち上げ機であるスターシップについて、フルスケールの軌道試験飛行を実施する計画である。
小型衛星、大きな成果
近年、衛星の大きさと重量は、軽量な太陽電池パネルや、より効率的な電池の採用など、主に民間企業が推進するさまざまな技術進歩により大幅に減少している。これらの変化は、商用の既製部品の利用拡大と相まって衛星のコストを下げ、より多くの組織が衛星の打ち上げと運用を実現できるようにした。また、製造業者が生産量の増加によって規模の経済を得ることで、衛星需要の拡大もコストの改善につながっている。こうしたコストの低下は、宇宙の状況を変える一助となった。大型の政府衛星は、中には10億ドルを超えるものもあり、地球から遠い軌道に配備される傾向があるが、現在では、LEOにおける小型の商業衛星に数で上回られている。これらの商業衛星は、多くの場合コンステレーションとして配備され、10万ドル以下で製造できるものもある。
衛星のコスト低下と並行して、研究者は高解像度センサーなどの新技術を開発し、画像取得、データ処理、その他の機能を向上させている。現在の衛星は、わずか5年前と比べてはるかに大量のデータを収集、分析、転送できるようになった。
投資の拡大、イノベーションの加速
公的機関、特にNASA、米国防総省、米国の情報機関が、従来は宇宙分野への投資の大部分を提供してきた。これらの機関は引き続き主要な資金源であり続けるが、コストの低下と、より高度な技術の組み合わせにより、特別目的買収会社（SPAC）と民間投資家の双方から、より多くの投資が集まっており、この傾向がイノベーションを推進している。
2021年には、宇宙関連企業への民間部門による資金拠出額は100億ドルを超えた――過去最高を記録し、過去10年間で約10倍に増加した。同じ期間に、世界の宇宙研究開発資金に占める米国政府の割合は、約70%から約50%へ低下した。一方で、資金提供を受けた宇宙関連の新興企業の数は、2010年から2018年にかけて毎年2倍以上に増加した。民間資金は20年以内に政府資金を上回る可能性があり、政府はこの傾向を概ね受け入れており、それが相互に有益な官民パートナーシップにつながる可能性がある。
新たなユースケースと勢いの高まり
依然として多くの不確実性があるものの、既存のユースケースの強化と、まったく新しい応用の開発により、アナリストは宇宙分野に非常に楽観的であり、一部では1兆ドル規模の産業になると見る向きもある。多くの野心的な宇宙プロジェクトが実現するには、打ち上げや運用コストのさらなる削減を含め、多くの進展が必要である。しかし、技術の継続的な改善により、企業は今まさに宇宙経済への投資を増やす動きを強めている。新たなユースケースは、大きく2つのカテゴリーに分けられる。地上の活動を支援する「地球のための宇宙応用」と、軌道上で行われる活動のみを対象とする「宇宙のための宇宙応用」である。
地球のための宇宙応用
衛星は年々高度化しており、研究者が既存のユースケースを強化し、新たなサービスを開発できるようになっている。多くの企業が最近、低軌道（LEO）に小型で安価な衛星を配備しており――この軌道は、高帯域・低遅延の通信に最適である――より優れた衛星接続性を提供している。過去のLEOコンステレーションの打ち上げの多くは、高コスト、限られた需要、不十分な資金調達のために失敗に終わったが、現在の状況は大きく異なる。SpaceXのスターリンクは既にLEOコンステレーションを打ち上げ、衛星ブロードバンドネットワークの有償顧客を抱えている。ワンウェブやアマゾンのプロジェクト・カイパーなども、まもなくLEOコンステレーションの配備を計画している。現在の応用で頻繁に使われているもう一つの技術である衛星画像も向上しており、より詳細で正確な情報を提供することで、複数の新たなユースケースを可能にしうる。
地球のための宇宙応用の中で最も重要なものとしては、以下が挙げられる。
遠隔地でのインターネットサービス。地上ネットワークは、サービスが行き届いていない地域や農村部に設置するのが困難であったり、採算が取れなかったりすることが多い。基本的な不便さにとどまらず、接続性の欠如は、遠隔教育やオンライン医療相談の提供など、重要なサービスを妨げる可能性がある。これらの地域にインターネットサービスを提供することで、衛星接続は教育の公平性と社会的なつながりを高め、特に新型コロナウイルス感染症の流行により対面での交流が依然として制限されている場合に、公衆衛生を改善できる可能性がある。
農業。宇宙に配備されたリモートセンサーは、画像、気象パターンに関する情報、電磁波の測定値などの膨大なデータを収集しており、これらはすべて農業に応用できる。マッキンゼーの毎年実施しているデジタル農業者導入調査によると、畑作農家の29%、特殊作物農家の45%が、既にこうしたデータに依存しているか、今後依存する計画を持っている。農業における衛星センサーの最大の価値は、収量改善の機会に関わるものである。例えば農家は、衛星画像を使って、シーズン初期に植え直しが必要な区域を特定できる。これは、時間のかかる手作業による点検や、畑の一部を見落とすおそれのある作業に代わるものである。
エネルギー。公益事業者は、電力線を含む重要なインフラを妨げる可能性のある植生を監視するために、衛星データを利用できる。問題が深刻化する前に対処することで、企業は停電を回避できる可能性がある。
鉱業。衛星は、鉱業会社における最も重要な機能のいくつかを支えることができる。接続性が向上すれば、本社の専門家が現地の従業員と連携して問題を解決できるようになり、遠隔地の現場の生産性向上につながる可能性がある。衛星データは、鉱業会社が排出量を地図化したり、サプライチェーンに沿った出荷を監視したり、鉱物資源が豊富な地域を特定して探査活動を改善したりするのにも役立つ。
保険。画像の改善により、より多くの保険会社が遠隔地のリスクや損害を費用対効果高く評価できるようになる可能性がある。解像度の向上と画像取得頻度の増加により問題がより明確に特定でき、現地訪問の必要性もなくなる。「隠れた」海運活動を検出できる無線周波数ベースのマッピングの試験運用は、海運およびコモディティを基盤とするヘッジファンドの顧客が、海外での物品の移動を追跡する助けになりうる。
宇宙のための宇宙応用
新たに登場した「宇宙のための宇宙」の応用の多くは、コストの低下により頻繁な打ち上げや長期的なミッションが経済的に実行可能になったため、初めて実現可能となっている。注目を集める可能性のあるユースケースをいくつか見てみよう。
研究開発。 宇宙R&Dは新しい応用分野ではないが、航空宇宙分野以外の企業が、この分野で大規模なプロジェクトに取り組むことは従来ほとんどなかった。しかし、コストの低下と技術の向上により、この状況は変わる可能性がある。企業は、これまでに国際宇宙ステーション。その他の応用例として、製薬会社は疾患モデルを予測するための細胞培養を開発できるかもしれない。こうした培養は地球上では既知のパターンで成長するが、宇宙の特異な環境では成長パターンが変化し、新たな知見が得られる可能性がある。同様に、消費財メーカーは、高レベルの放射線、ほぼ真空の状態、無重力といった宇宙環境を活かして、製品を宇宙で開発することで、設計や製造を改善できる可能性がある。例えば、美容製品のメーカーは、老化を早める過酷な宇宙環境において、スキンケアに関する新たな情報を発見するかもしれない。
製造、建設、組立。SpaceXのスターシップのような超重量級打ち上げ機により、企業が軌道上に工場や製造施設を建設しやすくなる可能性がある。宇宙の自然な真空は、製造中のガスを減らしたり、なくしたりすることで、革新的な薄膜形成技術を可能にする可能性があるため、一部の半導体企業は既にこうした施設でのチップ製造の可能性を探っている。
宇宙での探査と居住の拡大。原子力推進などの技術が進歩し続ければ、有人の火星ミッションを含む、革新的な形態の深宇宙探査が可能になるかもしれない。ブルーオリジンのジェフ・ベゾスを含む一部の指導者は、大勢の人々が宇宙で生活し、働くことさえ可能になるかもしれないと既に推測している。宇宙旅行に関する最近の見出しは、宇宙がもはや厳選された少数の宇宙飛行士だけの領域ではないことを示す最初の兆候かもしれない。
これらの宇宙のための宇宙応用分野の多くでは、現在の活動は非常に限られているが、衛星間のレーザー通信や、より優れたエッジ処理（データのダウンロード後ではなく、宇宙でデータを処理すること）などのさらなる技術改善により、進展が加速する可能性がある。どのユースケースが、もしあるとすれば、大きな広がりを見せるかを判断するのは依然として難しいが、業界の関係者は、宇宙企業やその他の企業が新たな環境を乗り切るのに役立つ対策を検討することで、進展を後押しできる可能性がある。例えば、軌道の利用に関するガイドラインは、宇宙においてデブリの発生につながりかねない衝突の可能性を減らすのに役立つかもしれない。
コストの低下とアクセスの拡大により、宇宙はもはや大手航空宇宙企業や、巨額の予算を持つ公的機関だけの領域ではなくなった。宇宙は、地球上でも軌道上でも、ほぼあらゆる業界に多くの恩恵をもたらしうる場である。医薬品から半導体に至るまで、さまざまな業界において、一部の企業は既に宇宙に関する能力を拡大したり、新たなユースケースを模索したり、革新的な応用を試験的に導入したりしている。数年後には、業界のリーダーたちが、1990年代初頭にインターネットの可能性を認識し、すぐにオンライン上の存在感を確立した企業と、これらの初期の先駆者を比較するかもしれない。今後の課題――技術面と財務面の両方――を過小評価すべきではないが、宇宙の可能性も非常に大きい。現在の課題に追われているために、あるいは今後の機会を過小評価しているために、宇宙を無視する企業は、最終的に初期の先駆者に追いつくために慌てることになるかもしれない。
