テーマ2-13：船外利用効率化技術

テーマID: theme2_13
カテゴリ: 衛星等（第二期）
作成日: 2025-10-22

テーマ2-13：船外利用効率化技術

概要

2030年のISS運用終了後、地球低軌道における有人宇宙拠点は民間主導の運営へと移行します。この新たな時代において、市場規模3兆円と試算される地球低軌道利用サービス市場では、宇宙ステーション船外での実験・実証の利便性向上と低コスト化が成功の鍵を握っています。

現在のISSでは、船外実験プラットフォームの利用には複雑な手続きと高額なコストが必要であり、民間事業者の参入障壁となっています。また、軌道上サービス技術の実証においても、ペイロードの取り付け・取り外しに多大な労力と時間を要しています。

本テーマでは、船外実験ユーザーの装置を簡単に接続できる標準的なインターフェースの開発、電力・通信・冷媒などのリソースを効率的に供給する機能、軌道上サービス実証ペイロードの誘導・係留・着脱を容易にする磁性体プレート搭載ドッキングインターフェースなどの基盤技術を開発し、船外利用の効率化を実現します。

技術開発の内容

本テーマでは、以下の技術開発を対象とします：

1. 標準化インターフェース開発

多様なユーザー装置を簡単に接続できる標準インターフェースを開発します：

物理インターフェース

モジュール式取付機構：様々なサイズのペイロードに対応
クイックコネクタ：工具不要の簡単な着脱
位置決めガイド：正確な取付位置合わせ
耐環境性設計：宇宙環境に耐える堅牢性

電気インターフェース

標準電力コネクタ：複数電圧レベル対応（28V、120V等）
データ通信ポート：高速データ転送（Ethernet、SpaceWire等）
制御信号線：ペイロード制御用信号
ホットスワップ対応：電源投入状態での着脱

流体インターフェース

冷媒供給ポート：温度制御用冷媒の供給
自動シール機構：漏洩のない確実な接続
逆流防止：切断時の冷媒漏出防止
多重化：冗長系による信頼性確保

2. リソース供給システム

船外実験に必要なリソースを効率的に供給するシステムを開発します：

電力供給システム

可変電力供給：ペイロードの必要電力に応じた柔軟な供給
電力管理機能：複数ペイロードへの最適配分
サージ保護：電力変動からの保護
電力監視：消費電力のリアルタイムモニタリング

通信ネットワーク

高速データバス：複数ペイロードの同時通信
帯域保証：重要データの優先転送
ネットワーク管理：自動的なアドレス割当
遠隔制御：地上からのペイロード制御

熱制御システム

冷媒循環システム：効率的な熱輸送
温度制御：ペイロード要求温度の維持
熱負荷管理：全体の熱バランス調整
異常時対応：過熱検知と自動保護

3. 磁性体ドッキングインターフェース

軌道上サービス実証ペイロードの着脱を容易にする技術を開発します：

磁気ドッキング機構

磁性体プレート：強力な磁気吸着力
マーカー付き設計：自動認識用の視覚マーカー
自己整合機能：多少のずれを自動補正
確実なロック：振動・衝撃に耐える保持力

自動誘導システム

画像認識：カメラによるマーカー自動検出
相対位置測定：ターゲットとの距離・姿勢測定
接近軌道生成：安全な接近経路の自動計算
衝突回避：障害物の自動検知と回避

着脱自動化

自律着脱制御：人手を介さない自動着脱
着脱状態確認：確実な結合の自動検証
緊急分離機能：異常時の即座の分離
繰り返し使用：多数回の着脱に耐える耐久性

4. 運用支援システム

船外実験の運用を効率化する支援システムを開発します：

実験計画支援

スケジューリングツール：実験時間の最適配分
リソース予約システム：電力・通信の事前確保
軌道環境予測：実験条件（温度、放射線等）の予測
利用マニュアル：初心者でも理解できるガイド

モニタリングシステム

ペイロード状態監視：温度・電力・通信状態の監視
データ自動取得：実験データの定期的な取得
異常検知：問題の早期発見と警報
履歴記録：全運用履歴の自動保存

遠隔操作機能

地上からの制御：リモートでのペイロード操作
パラメータ変更：実験条件の遠隔調整
ソフトウェア更新：軌道上でのプログラム変更
トラブルシューティング：問題発生時の遠隔診断

5. 安全性確保技術

船外利用における安全性を確保する技術を開発します：

安全設計

フェイルセーフ設計：故障時の安全な状態への移行
二重化システム：重要機能の冗長化
電気的絶縁：他のシステムへの影響防止
デブリ対策：微小デブリからの保護

異常対処

自動遮断機能：過電流・過熱時の自動停止
緊急パージ：冷媒系統の緊急排出
隔離機能：異常ペイロードの隔離
地上連絡：異常情報の即時送信

検証体制

事前試験：地上での十分な動作確認
適合性評価：インターフェース仕様への適合検証
安全審査：独立した安全性評価
認証制度：標準化された認証プロセス

期待される効果

本テーマによる技術開発により、以下の効果が期待されます：

船外利用の民主化

複雑な手続きの簡素化
利用コストの大幅削減
中小企業・ベンチャーの参入促進
宇宙実験の裾野拡大

新規サービスの創出

軌道上サービス技術実証の加速
新たな宇宙ビジネスモデルの確立
科学観測・地球観測の高度化
材料実験・製造技術の発展

国際競争力の強化

民間宇宙ステーション市場でのシェア獲得
標準規格のデファクト化
技術輸出の可能性
宇宙産業の成長

公募情報

公募スケジュール

項目	日程
公募開始	2025年6月27日
公募締切	2025年8月28日（正午）
一次審査（書面）	2025年9月上旬～10月上旬
二次審査（ヒアリング）	2025年10月上旬～11月上旬
審査結果通知・発表	2025年11月中旬～12月頃

応募要件

必須要件

e-Radの機関・研究者登録が完了していること
国内に研究開発拠点を有する日本の法律に基づく法人格を持つこと
研究代表者・研究分担者は日本の居住者であること
宇宙機インターフェース技術または宇宙実験技術の知見を有すること

実施体制要件

宇宙機システム開発または機械インターフェース設計の実績を有すること
船外実験または軌道上サービスの経験
商業宇宙ステーション事業者との連携体制
商用サービス化に向けた事業計画

審査基準

主な審査・評価の観点：

技術開発の実現可能性

– 開発技術の技術成熟度と開発計画の妥当性
– 標準化の実現可能性
– 実証計画の具体性

利便性向上効果

– ユーザーの手続き簡素化効果
– コスト削減効果の定量的評価
– 参入障壁の低減

市場性・事業性

– 地球低軌道利用市場への貢献
– ビジネスモデルの妥当性
– 収益見通しと投資回収計画

実施体制・マネジメント

– 宇宙機システム技術の専門性
– 研究代表者のリーダーシップ・マネジメント能力
– 商業宇宙ステーション事業者との連携体制

まとめ

テーマ2-13「船外利用効率化技術」は、2030年以降の民間宇宙ステーション時代に向けて、船外実験・実証の利便性を大幅に向上させる重要なテーマです。

標準化インターフェース、効率的なリソース供給システム、磁性体ドッキング機構の開発により、船外利用のコスト削減と手続き簡素化が実現し、市場規模3兆円の地球低軌道利用市場への民間事業者参入が促進されます。

応募締切は2025年8月28日（正午）です。宇宙機システム開発や機械インターフェース設計の専門知識を有し、次世代宇宙ステーションの船外利用効率化に意欲的な企業・研究機関の皆様は、ぜひご応募をご検討ください。

テーマ2-13：船外利用効率化技術