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8.フロンティア分野

(1)宇宙開発利用
 宇宙開発利用は、宇宙の起源、地球の諸現象等に関する普遍的な知識・知見の獲得等を通じた「人類共通の知的資産の蓄積」のみならず、宇宙開発利用で必要とされる技術開発を通じ、国の持続的発展基盤となる重要な国家戦略技術を支え、広い意味での国の安全保障に貢献している。地球環境・災害監視、天気予報、通信・放送等の宇宙利用の拡大による「社会経済基盤の拡充」や様々な分野の新技術や新たな付加価値を持つ産業の創出につながる「先端技術の開拓」に貢献するものとして、極めて重要なものである。
 我が国は、昭和45年に人工衛星「おおすみ」の打上げに成功して以来、民間衛星も含め、平成18年3月末までに113個の人工衛星を打ち上げている。なお、今後の我が国の主な人工衛星の打上げ計画は第3-2-14表に示すとおりである。
 我が国全体としての宇宙開発利用の取組については、平成16年9月に、総合科学技術会議において「我が国における宇宙開発利用の基本戦略」が決定された。
 文部科学省では、平成15年9月に宇宙開発委員会の議決を経て定められた「宇宙開発に関する長期的な計画」に基づき、宇宙航空研究開発機構(JAXA(ジャクサ)(注))において、戦略的かつ重点的に研究開発を進めている。JAXA(ジャクサ)では、過去のトラブルを教訓としつつ、信頼性確立に向けた取組を進め、平成17年2月のH-2Aロケット7号機から平成18年3月末までに、H-2Aロケット3機及びM-5 ロケット2機の打上げを5機連続で成功した。
 また、宇宙開発委員会では、我が国全体の宇宙開発利用の在り方に関する基本方針を視野に入れつつ、宇宙開発に関する長期的な計画についての審議、ロケットの打上げに関する安全審査や事故・不具合の場合の原因調査等を行っている。

第3-2-14表我が国の主な人工衛星打上げ計画

 JAXA(ジャクサ):Japan Aerospace Exploration Agency

●地球観測・地球科学
 第3部第2章第2節3において記されている。

●宇宙科学・月探査
 宇宙科学の分野においては、宇宙航空研究開発機構が中心となり、全国の大学等の研究者の参加の下、科学衛星を打ち上げている。
 小惑星等から岩石のサンプルを採取し、地球に持ち帰るミッションの工学的実験を行うことを目的として平成15年5月に打ち上げた第20号科学衛星「はやぶさ」(MUSES-C)は、搭載したマイクロ波放電式イオンエンジンが延べ作動時間2万6千時間を達成し、平成17年9月、小惑星「イトカワ」に到着した。「はやぶさ」は小惑星「イトカワ」に到着後、近傍観測を経て、11月には世界で初めて小惑星への着陸及び離陸に成功し、現在、地球帰還に向けて準備作業を行っているところである。また、平成17年度には、活動銀河核や銀河団からのX線を観測し、宇宙の構造と進化等を解明することを目的とした第23号科学衛星「すざく」(ASTRO-E2)及び赤外線観測により銀河・星・惑星の形成と進化の過程を解明することを目的とした第21号科学衛星「あかり」(ASTRO-F)の打上げに成功した。

「はやぶさ」が観測した小惑星イトカワ写真提供:宇宙航空研究開発機構

 このほか、太陽大気の成因と太陽活動の原因を解明することを目的とした第22号科学衛星(SOLAR-B)及び月の起源と進化の解明及び月の利用可能性の調査を目的とした月周回衛星(SELENE)の開発等も引き続き進めている。

●通信・放送・測位等
 通信・放送などに人工衛星を利用することは、広報性、同報性、耐災害性などの面で多くの利点がある。我が国では、既に民間において、通信・放送分野での衛星の利用が進んでおり、このような民間での取組を促進するため、民間では対応が困難なリスクの大きい先端的・基盤技術や将来の宇宙利用を見据えた先導的技術の開発を行っている。
 また、宇宙開発利用分野における技術の自律性を確保し、技術革新等に資するため、新たな技術や宇宙開発利用活動を支える基盤技術の研究開発・宇宙実証に取り組んでいる。

1技術試験衛星8型(ETS-8
 宇宙航空研究開発機構は、大型衛星バス技術、大型展開アンテナ技術、移動体マルチメディア衛星同報通信システム技術、高精度時刻基準装置を用いた測位等に関わる基盤技術の開発並びにそれらの実験・実証を行うことを目的として、平成18年度の打上げを目指し、技術試験衛星8型(ETS-8)の開発を総務省と連携して進めている。

2超高速インターネット衛星(WINDS
 宇宙航空研究開発機構は、超高速インターネット・大容量データ通信を可能とする衛星通信技術の確立と衛星通信を用いた超高速ネットワーク技術の検証を目的として、平成19年度の打上げを目指し、超高速インターネット衛星(WINDS)の開発を総務省と連携して進めている。

3準天頂衛星システム
 準天頂衛星システムは、日本付近で常に天頂方向に1機の衛星が見えるよう複数の衛星を準天頂軌道に配置する衛星システムであり、山陰やビル陰に影響されず、全国をほぼ100パーセントカバーできると期待されている。平成18年3月31日、内閣の「測位・地理情報システム等推進会議」で今後の進め方の基本方針が決定され、これに基づき総務省、文部科学省、経済産業省及び国土交通省は、そのような高精度測位サービスの提供を実現することを目的として、平成21年度の打上げを目指し、準天頂衛星のシステムの研究を民間と連携して進めることとしている。

●有人宇宙技術
 国際宇宙ステーション(ISS(注))計画は、日本・米国・欧州・カナダ・ロシアの5極が共同で低軌道上に宇宙ステーションを建設する国際協力プロジェクトである。我が国は、日本実験棟(JEM、愛称:「きぼう」)や、宇宙ステーション補給機(HTV)の開発などにより計画に参加している。
 平成17年7月、野口聡一宇宙飛行士がスペースシャトル「ディスカバリー号」に搭乗し、3回の船外活動を含む重要な任務を遂行した。

STS-114クルーの総理大臣表敬訪問写真提供:宇宙航空研究開発機構

 また、平成17年9月には米国によるISS計画の見直しの結果が参加各極に伝えられ、我が国の「きぼう」については、これまでどおりスペースシャトルで打ち上げられることとなったが、その費用の代替として米国に代わり開発してきた生命科学実験施設「セントリフュージ」については、打ち上げられないこととなった。

 ISS:International Space Station

1日本実験棟(JEM、愛称:「きぼう」)
 「きぼう」については、我が国初の有人宇宙実験施設として、ほぼ開発を終えており、機能維持や性能の検証を行うとともに、運用に向けた準備を進めている。

2宇宙ステーション補給機(HTV)
 ISS計画の運用には、我が国として独自に必要な物資輸送を行う必要がある。また、有人施設であるISSに接近、結合するためには、高い安全性やランデブ技術、軌道間輸送技術が要求される。これらの技術を修得し、将来必要な物資輸送を行うため、無人補給機であるHTVの技術実証機の製作を行っている。

●宇宙環境利用の促進
 微小重力、高真空等の特殊な宇宙環境条件を利用し、様々な研究や実験、観測等を進めることにより、社会に貢献する研究開発の推進が期待される。
 宇宙航空研究開発機構では、「きぼう」の利用の準備として無重力実験施設(落下塔)や航空機(弾道飛行)による無重力実験、ISSのロシアモジュールを利用した「高品質タンパク質結晶生成宇宙実験」、「三次元フォトニック結晶生成宇宙実験」を実施し、また、利用の多様化を図るためにISS滞在中の宇宙飛行士と高校生が交信する宇宙授業、大学生を対象とした航空機による無重力実験コンテスト等を実施している。
 経済産業省では、宇宙環境利用の促進を目的として次世代型無人宇宙実験システム(USERS(注1))を平成14年9月に打ち上げ、平成15年5月30日に同実験の成果を含む宇宙機器部分を帰還・回収することに成功した。現在、宇宙の微小重力環境を利用した大型超電導材料の結晶成長実験で得られた試料の解析を進めている。また、我が国産業が得意とする民生技術の商業用人工衛星生産プロセス等への広範な採用を図るとともに、設計・調達・製造等の合理化を可能とするため、宇宙機器等に転用可能な民生部品等のデータベース、民生技術の宇宙機器等への転用に際してのガイドライン等の知的基盤を整備するための宇宙実証衛星(SERVIS(注2))を開発し、平成15年10月に打ち上げた。実験で用いられている民生部品等は正常に動作し、様々なデータを計画どおり取得中である。

注1  USERS:Unmanned Space Experiment Recovery System
注2  SERVIS:Space Environment Reliability Verification Integrated System

●宇宙インフラストラクチャー
 我が国が国際社会で自律的に宇宙開発を推進していくためには、必要なときに必要な物資や機器を、宇宙空間の所定の位置に輸送する能力を独自に確保することが重要である。このため、我が国においては、宇宙輸送系に関する研究開発を行っている。また、高度な衛星間通信技術の開発を行い、宇宙ネットワーク運用技術の習得を目指している。

1H-2Aロケット
 宇宙航空研究開発機構は、第1段、第2段ともに液体酸素・液体水素エンジンを採用した2段式ロケット(第3-2-15表)であるH-2Aロケットを開発し、大型衛星の打上げを行っている。H-2Aロケットは我が国の基幹ロケットとして明確に位置付けられており、適正に運用し、技術の高度化及び高信頼性化を着実に進めることとされている。H-2Aロケット標準型については、製造責任の一元化による品質向上を図るため、民間移管を行うこととしており、着実に進められている。

H-2Aロケット8号機の打上げ写真提供:宇宙航空研究開発機構

 また、H-2Bロケット(H-2Aロケット能力向上型)については、宇宙ステーション補給機(HTV)の打上げ能力の確保及び国際競争力強化のため、官民共同により開発を進めている。平成17年9月に、官民共同開発の枠組みを定めるため、宇宙航空研究開発機構と三菱重工業株式会社はH-2Bロケットの開発等についての基本協定を締結した。平成17年度は、8号機による陸域観測技術衛星「だいち」(ALOS)及び9号機による国土交通省・気象庁の運輸多目的衛星新2号「ひまわり7号」(MTSAT-2)の打上げを実施し、所定の軌道に投入することに成功した。

第3-2-15表我が国の主な人工衛星打上げ用ロケットの概要

2ミューファイブ (ミュー・ファイブ)ロケット
 宇宙航空研究開発機構は、全段に固体推進薬を用いたミューファイブ ロケットを運用し、科学衛星の打上げを行っている。平成17年度は、6号機によるX線天文衛星「すざく」(ASTRO-E2)及び8号機による赤外線天文衛星「あかり」(ASTRO-F)の打上げを実施し、所定の軌道に投入することに成功した。

3GXロケット
 GXロケットは、民間主導で開発を進めている中小型衛星打上げ用のロケットであり、平成20年度の初号機打上げを目指し、官民共同で研究開発が進められている。宇宙航空研究開発機構はGXロケットを用いて液化天然ガス(LNG)を燃料とした推進系の飛行実証を行う予定である。

4光衛星間通信実験衛星「きらり」(OICETS(オイセッツ))
 宇宙航空研究開発機構は、衛星間通信システムに有効な光通信技術の要素技術の軌道上実験を行うことを目的とした光衛星間通信実験衛星「きらり」(OICETS(オイセッツ))を、ロシア/ウクライナのドニエプルロケットにより平成17年8月に打ち上げ、欧州宇宙機関(ESA(イサ))の先端型データ中継技術衛星(ARTEMIS(アルテミス))との間で世界初の双方向の光衛星間通信実験に成功し、宇宙空間における光衛星間通信技術を実証した。また、平成18年3月には情報通信研究機構の光地上局(東京都小金井市)との間でもレーザ光による光通信実験に非軍事分野では世界で初めて成功した。

5データ中継技術衛星「こだま」(DRTS)
 平成18年1月に打ち上げた陸域観測技術衛星「だいち」(ALOS)との衛星間通信実験の準備を進めている。

●人工衛星、ロケット等の技術に関する基礎的・先行的研究
 宇宙航空研究開発機構をはじめ各機関において、人工衛星やロケットの技術に関する基礎的・基盤的な研究、また、無人有翼往還機やスペースプレーン等の先行的研究を進めている。

●宇宙分野の国際協力の推進
 近年、地球環境や災害等の地球規模の問題の深刻化に伴う地球観測衛星等による宇宙からの観測の重要性の増大や、社会・経済のグローバリゼーションに伴う宇宙活動の国際化等を背景に、宇宙分野におけるアジアを含めた国際協力の必要性が従来にも増して拡大し、人工衛星による災害軽減への取組等、宇宙分野におけるが国の貢献の必要性が更に高まっている。
 多国間協力について、我が国は、宇宙空間の探査及び利用に関する国際的秩序の検討、国際協力の促進等について審議を行っている国連宇宙空間平和利用委員会(COPUOS(注1))、日本が主催して今後のアジア太平洋地域における宇宙開発に関する具体的な国際協力プロジェクトについて協議するアジア太平洋地域宇宙機関会議(APRSAF(注2))、地球観測衛星システムに関する技術調整及び情報交換を目的とした地球観測衛星委員会(CEOS(注3))等の国際会議を通じて、多国間協力を推進している。特に、アジア地域においては、各国の宇宙機関及び防災機関と協力し、災害情報の提供・共有を可能にする「アジア防災・危機管理システム」構築に向けた取組等を積極的に行っている。
 また、宇宙開発における最大の国際協力プロジェクトである国際宇宙ステーション(ISS)計画に、我が国は、日本実験棟(JEM、愛称:「きぼう」)や宇宙ステーション補給機(HTV)をもって参加しており、ISSの建設及び利用等について参加各極と密接な協力を行っている。
 二国間協力について、米国との間では、日米宇宙損害協定も踏まえ、宇宙協力活動を円滑に実施している。欧州とは、欧州宇宙機関(ESA(イサ))との間で毎年日・ESA(イサ)行政官会合を開催しているのをはじめ、密接な協力関係を継続している。また、ロシアとの間では、日露宇宙協力合同委員会を定期的に開催し、協力関係を促進している。

注1  COPUOS:Committee on the Peaceful Uses of Outer Space
注2  APRSAF:Asia-Pacific Regional Space Agency Forum
注3  CEOS:Committee on Earth Observation Satellites

(2)海洋開発
 海洋は生物資源や鉱物資源等、膨大な資源を包蔵するとともに広大な空間を有しており、その開発利用は国土が狭小であり四方を海に囲まれた我が国にとって重要な課題である。さらに、海洋は地球環境変動に大きな関わりを有するとともに、海洋底プレートの動きは地震や火山活動の大きな要因と考えられていることから、その実態解明は急務となっている。このような背景の下、1990年代に入り、海洋の諸現象を地球規模で総合的に観測・研究するためのシステム構築を目指した全球海洋観測システム(GOOS(注1))が、ユネスコにおける政府間海洋学委員会(IOC(注2))によって提唱され、世界気象機関(WMO(注3))等と連携して推進されている。
 また、国連環境開発会議(UNCED(注4):地球サミット)で採択されたアジェンダ21においても、同計画の推進が盛り込まれており、これら国際的な動向を踏まえ、地球環境問題に関連する海洋調査研究などの海洋科学技術に関する研究開発の推進が不可欠である。
 このため、関係府省・大学等の連携の下、地球規模の海洋の諸現象の解明を目指し、GOOS等の国際的な海洋調査研究プログラムに積極的に参加するとともに、我が国の主導により中国、韓国、ロシアと協力して、GOOSの地域パイロットプロジェクトである北東アジア地域海洋観測システム(NEAR-GOOS(注5))を推進している。

 我が国の海洋開発は、科学技術・学術審議会の答申を尊重しつつ、関係府省の連携の下にそれぞれの分野において研究開発の推進が図られており、平成14年8月に文部科学大臣に提出された「長期的展望に立つ海洋開発の基本的構想及び推進方策について(答申)」においては、「今後の海洋政策の展開にあたっては、『海洋を知る』『海洋を守る』『海洋を利用する』という三つの観点をバランスよく調和させながら、持続可能な利用の実現に向けた戦略的な政策及び推進方策を示すことが重要である」とされた。
 また、我が国の大陸棚の限界画定調査を推進するため大陸棚調査・海洋資源等に関する関係省庁連絡会議を設置し、政府全体として着実に調査を実施している。
 総務省では、情報通信研究機構において、海洋油汚染・海流・波浪などの計測手法の確立と地球環境の変化の予測に資する高分解能三次元マイクロ波映像レーダや短波海洋レーダの研究を行い、大学や他研究機関と連携し共同観測を実施している。
 文部科学省では、海洋研究開発機構をはじめとして、海洋科学技術に関する先導的・基盤的な研究開発を進めるとともに、関係各府省・大学等の協力の下、総合的なプロジェクトを推進している。
 海洋研究開発機構では、エルニーニョ現象をはじめとする大気・海洋間の相互作用及び気候変動への影響解明等のため、トライトンブイ(注6)やアルゴフロート(注7)、海洋地球研究船「みらい」等による海洋観測を行った。また、海洋プレートのダイナミクス等を研究するため、深海調査研究船「かいれい」等を用いた海域調査や地質学的調査や生物学、地球科学的調査のため、支援母船「よこすか」と有人潜水調査船「しんかい6500」等を用いた海域調査を実施した。深海地球ドリリング計画(注8)については、平成11年度から開始している地球深部探査船「ちきゅう」の建造を平成17年7月に完了し、試験運用を実施した。さらに、海洋・極限環境生物研究においては、深海生物の極限環境における生理学的な適応機能の解明等を目指した研究を推進した。

注1  GOOS:Global Ocean Observing System
注2  IOC:Intergovernmental Oceanographic Commission
注3  WMO:World Meteorological Organization
注4  UNCED:United Nations Conference on Environment and Development
注5   NEAR-GOOSNorth East Asian Regional-Global Ocean Observing System
注6  トライトンブイ:熱帯域を中心に設置(係留)され、風、大気温度、湿度、降水量、日射量、海水温度、塩分濃度及び潮流等を自動で観測・通報する海洋観測ブイ。
注7  アルゴフロート:海面から水深約2,000メートルまで自動で浮き沈みして、水温、塩分データを観測・通報するフロート。
注8  深海地球ドリリング計画:人類未踏のマントルへの到達を目指す地球深部探査船「ちきゅう」を開発し、統合国際深海掘削計画(IODP)における国際運用に供することにより、地球環境変動、地球内部構造、地殻内生命圏等の解明を目的とした研究開発を推進。

 また、東京大学海洋研究所等が中心となって、海洋環境の変動の解明・予測、保全のための総合的観測システム構築を目的とする全球海洋観測システムに関する基礎研究及び西太平洋海域共同調査への参加、海洋の物質循環の解明に資するオーシャンフラックス研究(注1)等の海洋に関する学術研究を引き続き行っているほか、他の国立大学においても、海洋バイオシステムに関する研究や大気海洋変動観測研究等を実施している。
 農林水産省では、海洋有用生物資源の合理的な利用・管理のため、海洋表層生態系の解明を行うとともに深層生態系の構造と変動機構及び表層生態系変動との関連性について解明している。
 経済産業省では、石油天然ガス・金属鉱物資源機構、産業技術総合研究所等の機関と連携して、石油等資源の賦存状況調査、海底地質の調査等を引き続き行っている。
 国土交通省では、次世代内航船(スーパーエコシップ)の研究開発の推進、港湾空港技術研究所と共同で全国港湾海洋波浪情報網(NOWPHAS(注2))の充実等を行っている。海上保安庁では、水路測量や海象観測技術の高度化の研究、海底観測技術の開発及び漂流予測の精度向上を図るための研究等を実施している。気象庁では、海洋・海上気象観測やエルニーニョ現象の解明等、海洋現象及び気候変動の監視・予測情報の拡充に向けた調査・研究等を引き続き行っている。海上技術安全研究所では、海洋技術における安全、環境保全に関する研究を行っている。NEAR-GOOSに関連して、気象庁、海上保安庁が、日本周辺海域を中心とした海洋データの交換を促進するためのシステムを運用しており、海洋研究の一層の推進が図られている。また、国土地理院では、沿岸海域の総合的な開発・利用・保全計画等の策定に必要な基礎資料を提供するため、沿岸海域基礎調査等を行っている。
 環境省では、地球環境研究総合推進費等により、酸性雨等越境大気汚染や有害化学物質の地球規模の海洋汚染に対する研究等を行っている。
 なお、関係府省が平成17年度に実施した海洋科学技術に関わる主な研究課題は、第3-2-16表のとおりである。

第3-2-16表海洋科学技術分野の主な研究課題(平成17年度)

注1  オーシャンフラックス研究:単位面積あたりの物質の移動速度のことをフラックスという。オーシャンフラックス研究では、海洋内部での、あるいは海洋と境界を接する他のリザーバー(大気圏、固体地球など)との間での様々な物質循環の速度、およびそれを規制する要因を解明しようとする。
注2  NOWPHAS:Nationwide Ocean Wave information network for Ports and Harbours

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