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第3部   科学技術の振興に関して講じた施策
第2章  科学技術の重点化戦略
第2節  国家的・社会的課題に対応した研究開発の重点化
[8]  フロンティア分野


 フロンティア分野は基本計画において,国の存在にとって基盤的であり,国として取り組むことが不可欠な領域とされている。平成13年9月に策定された分野別推進戦略では,以下のように重点領域・項目を定めた。

(1)安全の確保

{1} 衛星による情報収集技術(輸送能力を含む。)
{2} 高度な測位及び探査技術

(2)世界市場の開拓を目指せる技術革新

{1} 輸送系の低コスト・高信頼性化技術
{2} 衛星系の次世代化技術
{3} 海洋資源利用のための技術

(3)人類の知的創造への国際貢献と国際的地位の確保

{1} 国民,特に次世代が夢と希望と誇りを抱ける国際プロジェクト
{2} 地球環境情報の世界ネットワーク構築


(1) 宇宙開発

 宇宙開発は,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て「人類共通の知的資産の蓄積」を目指すとともに,通信・放送,天気予報,地球環境・災害監視等の宇宙利用の拡大による「社会経済基盤の拡充」,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14年12月末までに94個の人工衛星を打ち上げており,米国,旧ソ連に次ぐ世界第3の人工衛星打上げ国となっている。今後の我が国の主な人工衛星の打上げ計画は 第3-2-15表 に示すとおりである。

第3-2-15表 我が国の主な人工衛星等の打上げ計画

 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14年6月に総合科学技術会議において「今後の宇宙開発利用に関する取組みの基本について」を取りまとめ,我が国の宇宙開発利用の目標と課題,戦略,産業化,長期を見据えた基礎的・基盤的研究開発,今後の検討体制について提言を行った。これに基づいて,各府省において宇宙開発利用を実施することとなった。

 文部科学省においては,日本の代表的な宇宙開発機関である,いわゆる宇宙3機関(宇宙科学研究所,独立行政法人航空宇宙技術研究所及び宇宙開発事業団)について,一層の効率的・効果的な研究開発推進体制を確立することを目的として,宇宙3機関を統合する方針を平成13年8月に決定した。統合の具体的な在り方については,「宇宙3機関統合準備会議」において検討が行われ,平成14年3月に最終報告書が取りまとめられた。平成14年12月には,宇宙3機関統合後の新法人の名称,目的,業務の範囲等を定めた「独立行政法人宇宙航空研究開発機構法」が国会で成立し,現在,平成15年10月に予定されている独立行政法人宇宙航空研究開発機構の設立に向け,準備が進められている。

 宇宙開発委員会については,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,宇宙開発事業団の業務運営の基準となる基本計画に係る審議,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。また,宇宙3機関統合の検討に資するため,平成14年6月に「我が国の宇宙開発利用の目標と方向性」を取りまとめた。平成15年3月からは,独立行政法人宇宙航空研究開発機構の中期目標のもととなる宇宙開発に関する長期的な計画についての審議を行っている。

(地球観測・地球科学)

  第3部第2章第2節3.環境分野 において記したもののほか,平成7年3月に打ち上げた静止気象衛星(GMS-V)「ひまわり5号」を運用中であり,その後継の気象ミッション機能と航空管制業務のための機能を持つ運輸多目的衛星(MTSAT)新1号については,平成15年度夏にH-IIAロケットにより打上げ予定である。

(宇宙科学・月探査)

 宇宙科学の分野においては,宇宙科学研究所が中心となり,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。近年においては,火星大気の構造及び運動並びに太陽風との相互作用の研究を目的とする第18号科学衛星(PLANET-B)「のぞみ」を平成10年7月に打ち上げ,平成16年初頭の火星軌道投入に向けて,火星遷移軌道上を航行中である。また,月内部の構造及び熱的構造の解明を目的とする第17号科学衛星(LUNER-A),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第20号科学衛星(MUSES-C),宇宙初期の原始銀河等の解明のための長波長電磁波(遠赤外線)による観測を行う第21号科学衛星(ASTRO-F),太陽磁気の成因と太陽活動の原因を解明するため,太陽表面の微細磁場構造とその運動を観測する第22号科学衛星(SOLAR-B),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第23号科学衛星(ASTRO-EII)の開発等も引き続き進めている。

 また,宇宙開発事業団,宇宙科学研究所の共同研究として,月の起源と進化の解明及び将来の宇宙活動に不可欠な月の利用可能性の調査のためのデータを月全域について取得するとともに,月軟着陸技術の研究に資するデータを取得することを目的とする月周回衛星(SELENE)の開発を進めている。

(通信・放送・測位等)

 宇宙開発事業団は総務省と連携し,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の技術を確立するとともに,これを利用した新たな利用実験を官民共同で実施し,我が国におけるIT革命の進展を図ることを目的として,超高速インターネット衛星(WINDS)の開発研究を進めている。また,日本付近で常に天頂方向に1機の衛星が見えるような衛星システムにより,山陰やビル陰等に影響されず,全国100%をカバーする高品質の通信・放送・測位サービスの提供を実現するべく,平成15年度から準天頂衛星システムの研究を官民共同で開始することとしている。

(宇宙環境利用の促進)

 宇宙環境は,微小重力,高真空等の地上では容易に得ることのできない特徴を有している。宇宙環境を利用し,広範な分野にわたる研究や実験,観測等を進めることにより社会の発展や生活の向上に寄与する研究開発が一層推進されることが期待される。

 宇宙開発事業団では,国際宇宙ステーションの日本の実験棟(JEM,愛称「きぼう」)の船内実験室の共通実験装置,船外プラットフォームの実験装置の開発を進める一方,宇宙環境利用促進のための施策を実施している。平成9年度からは,宇宙環境を利用する準備段階として幅広い分野の研究者に研究機会を提供する地上研究公募を開始し,平成14年度には63テーマを選定して地上実験等を行っている。また,平成11年度から,民間企業の宇宙環境利用の促進を目的とした先導的応用化研究を開始し,これまで選定したテーマについて,スペースシャトルなどでの早期実験実施を目指した準備を行っている。さらに,日本は国際宇宙ステーション計画に参加する各機関が提供する実験装置を相互に利用する国際公募にも参加しており,これまで実験候補として選定されているテーマについて,実施のための具体的検討を行っている。

 宇宙環境の早期利用としては,国際宇宙ステーションのロシア・サービスモジュールなどを利用して,高精細度カメラを用いた医学実験・広報実験,宇宙用材料の耐環境試験を行ったほか,官民共同によるタンパク質結晶生成プログラム等を実施している。また,平成15年1月に米国のスペースシャトル・コロンビア号において,タンパク質結晶生成実験や生命科学実験等を行ったが,スペースシャトル帰還時の事故により実験試料を回収することはできなかった。

 また,科学研究以外にも,国際宇宙ステーションを利用した宇宙ビジネスのパイロットプロジェクトを実施するなど,多様な利用の促進を積極的に進めている。平成14年9月には,教育利用の一貫として,国際宇宙ステーションに滞在中の宇宙飛行士と全国の小・中学生が交信する3回目のイベントを実施した。

 一方,宇宙開発委員会利用部会では,国際宇宙ステーション等による宇宙環境利用,人工衛星による地球観測に加え,新たな分野での宇宙利用の発掘・具体化,他の宇宙開発機関・他国との協力などの宇宙利用の推進方策を調査審議し,平成14年6月に「我が国の宇宙利用推進の基本的方向と当面の方策」を取りまとめた。また,平成15年3月からは,宇宙開発委員会利用部会の下に「国際宇宙ステーション利用専門委員会」を設置し,国際宇宙ステーションの利用計画及び運用・利用体制に係る検討を開始している。

 経済産業省においては,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 ))を開発,宇宙実験装置を搭載したUSERS衛星は,平成14年9月10日にH-IIAロケット3号機により打ち上げられた。打上げ後は,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が順調に進められており,平成15年5月に同実験の成果を含む宇宙機部分を海上に帰還・回収する予定である。

 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年度中に打ち上げる予定である。


■注1 USERS:Unmanned Space Experiment Recovery System


■注2 SERVIS:Space Environment Reliability Verification Integrated System

(人工衛星の基盤技術)

{1}技術試験衛星VIII型(ETS-VIII( 注3 ))

 宇宙開発事業団は総務省と連携し,大型衛星バス技術,大型展開アンテナ技術,マルチメディア移動体衛星通信技術,高精度時刻基準装置を用いた測位にかかわる基盤技術等の開発並びにそれらの実験・実証を行うことを目的とする技術試験衛星VIII型(ETS-VIII)の開発を進めている。


■注3 ETS:Engineering Test Satellite


{2}民生部品・コンポーネント実証衛星(MDS-1( ))「つばさ」

 宇宙開発事業団は,民生部品の軌道上における機能確認,コンポーネント等の小型技術確認及び放射線等の宇宙環境の計測を目的とする民生部品・コンポーネント実証衛星(MDS-1)「つばさ」を,平成14年2月にH-IIAロケット試験機2号機により打ち上げ,ミッション期間として予定していた1年間にわたり,各ミッション機器のデータを取得した。平成15年2月からは後期利用段階へ移行している。


■注 MDS:Mission Demonstration Test Satellite

(宇宙インフラストラクチャー)

{1}Μ-Vロケット

 宇宙科学研究所は,科学衛星打上げのため,全段に固体推進薬を用いたL(ラムダ)ロケットや,M-3S2等のM(ミュー)ロケットの開発を経てΜ-Vロケットを開発した。Μ―Vロケットは,低軌道へ約1.8トンの打上げ能力を有するロケット( 第3-2-16表 )で,1号機,3号機の打上げに成功した。しかしながら,平成12年2月に打ち上げられた4号機は,第1段モータの異常により,打上げに失敗した。宇宙開発委員会技術評価部会等における原因究明と今後の対策の審議に基づき,不具合対策を行っており,平成15年5月に5号機を打ち上げる予定である。

第3-2-16表 我が国の主な人工衛星打上げ用ロケットの主要諸元

{2}H-IIAロケット

 宇宙開発事業団は,静止衛星等の人工衛星の打上げのため,N系ロケットやH-IIロケット等のH系ロケットの開発を経て,H-IIAロケットを開発している。H-IIA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3-2-16表 )であり,2トン程度の静止衛星を打ち上げる能力を有している。このH-IIAロケットは,我が国の基幹ロケットとして,平成13年8月の試験機1号機以降,平成14年12月までに連続して4回の打上げに成功し,国として信頼性の向上に向けた確実なステップを歩んでいるところである。また,標準型については,今後,製造責任の一元化による品質向上等により,国際競争力の確保を図るため,平成17年度より民間移管を行うこととしており,平成15年2月,宇宙開発事業団と民間移管先である三菱重工業株式会社との間で基本協定が締結されている。


{3}宇宙往還技術試験機(HOPE-X( 注1 ))

 宇宙開発事業団と独立行政法人航空宇宙技術研究所は,再使用型輸送系の技術基盤育成の一環として,無人有翼往還機の主要技術の確立を図るとともに,将来の再使用型輸送機の研究に必要な技術蓄積を図ることを目的とした宇宙往還技術試験機(HOPE-X)について,将来の再使用型輸送系の在り方について十分な検討を行う必要があることから,これまでの開発成果を踏まえた成果の取りまとめを行いつつ,再使用型輸送系の要素技術等の研究開発や高速飛行実証実験に集中して進めている。平成14年10月から11月にかけて,高速飛行実証試験(フェーズI)をキリバス共和国クリスマス島において実施し,飛行経路の追従能力の確認等を行った。

{4}光衛星間通信実証試験衛星(OICETS( 注2 ))

 宇宙開発事業団は,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(OICETS)の打上げを,衛星間通信実験の相手衛星(欧州宇宙機関(ESA( 注3 ))の先端型データ中継技術衛星(ARTEMIS( 注4 ))の打上げトラブルに伴い見合わせていたが,その後の対策処置によりARTEMITSが所定の軌道に達し実験実施の見通しが得られたため,平成17年度の打上げを目指して準備を進めている。

{5}データ中継技術衛星(DRTS( 注5 ))

 宇宙開発事業団は,地球観測衛星や国際宇宙ステーションの日本の実験棟(JEM,愛称「きぼう」)等との間でデータ中継実験を行うことにより,通信放送技術衛星(COMETS)のデータ中継機能を発展させ,より高度な衛星間通信技術の蓄積を図ること等を目的とし,データ中継技術衛星(DRTS)「こだま」を平成14年9月10日にH-IIAロケット3号機により打ち上げた。平成15年2月には,環境観測技術衛星(ADEOS-II)「みどりII」で取得した画像データをリアルタイムで中継伝送することに成功しており,引き続きデータ中継実証実験を行う予定である。


■注1 HOPE-X:H-II Orbiting Plane-Experimental


■注2 OICETS:Optical Inter-Orbit Communications Engineering Test Satellite


■注3 ESA:European Space Agency


■注4 ARTEMIS:Advanced Relay and Technology Mission


■注5 DRTS:Data Relay Test Satellite

(人工衛星,ロケット等の技術に関する基礎的・先行的研究)

 航空宇宙技術研究所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ている。このため我が国は,米国,欧州,ロシア,カナダ,アジア太平洋諸国等関係各国との国際協力を推進している。

 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係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 )),今後のアジア太平洋地域における宇宙開発に関する国際協力の在り方について意見交換を行う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)等の国際会議を通じて,多国間協力を推進している。

 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( 注3 ))計画に我が国は独自の実験棟(JEM,愛称「きぼう」)を持って参加しており,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。

 2国間協力について,米国との間では,日米宇宙損害協定に基づき,日米間の宇宙協力活動を円滑に実施している。欧州との間では,欧州宇宙機関(ESA)との間で年次的に開催している日・ESA行政官会合が平成14年10月に27回目を数え,密接な協力関係を継続している。また,カナダとの間で,科学技術協力協定に基づき,第10回日加宇宙パネルが同年12月に開催されたほか,ロシアとの間においても,日露宇宙協力協定に基づき,協力プロジェクトの検討を行っている。


■注1 COPUOS:Committee on the Peaceful Uses of Outer Space


■注2 APRSAF:Asia-Pacific Regional Space Agency Forum


■注3 ISS:International Space Station


(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かか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4 ))が,国連教育科学文化機関(UNESCO)における政府間海洋学委員会(IOC( 注5 ))によって提唱され,世界気象機関(WMO( 注6 ))等と連携して推進されている。

 また,国連環境開発会議(UNCED: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7 ))を推進している。

 我が国の海洋開発は,科学技術・学術審議会海洋開発分科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所掌に応じ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3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,我が国の海洋開発等に資する大陸棚の限界確定調査を推進するため,平成14年6月「大陸棚調査に関する関係省庁連絡会議」を設置し,政府全体として確実に調査を実施していくこととしており,適切な調査・分析を行うためには,科学的知見を最大限駆使することが重要である。

 総務省では,通信総合研究所において,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3次元マイクロ波映像レーダや短波海洋データの研究を行っている。

 文部科学省では,海洋科学技術センターをはじめとした各研究機関において,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。

 このうち,海洋科学技術センターにおいては,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,海洋地球研究船「みらい」等を用いた集中観測を行った。また,海洋プレートのダイナミクス等,海底下で起こる様々な地殻活動を研究するため,10,000m級無人探査機「かいこう」,深海調査研究船「かいれい」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の建造を引き続き推進した。さらに,極限環境生物フロンティア研究においては,深海微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。


 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等の海洋に関する学術研究を引き続き行っているほか,国立大学において,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,水産関係試験研究機関が中心となって,新技術導入・水産資源の特性の把握等を通じた漁業生産の合理化と資源の持続的利用,養殖業・栽培漁業等つくり育てる漁業の推進,漁場環境の保全,水産物の多面的高度利用のための研究開発等を引き続き行っている。

 経済産業省では,金属鉱業事業団,石油公団,産業技術総合研究所等が中心となって,海底鉱物資源の開発と環境影響予測,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( ))の充実等を行っている。海上保安庁においては,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。気象庁において海洋・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においては,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,国土地理院において,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,東シナ海における長江経由の汚染と生態系への影響の解明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14年度に実施した海洋科学技術にかかわる主な研究課題は, 第3-2-17表 のとおりである。

第3-2-17表 海洋科学技術分野の主な研究課題(平成14年度)


■注4 GOOS:Global Ocean Observing System


■注5 IOC:Intergovernmental Oceanographic Commission


■注6 WMO:World Meteorological Organization


■注7 NEAR-GOOS:North East Asian Regional-Global Ocean Observing System


■注 NOWPHAS:Nationwide Ocean Wave information network for Ports and Harbours


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