期節: 第一期

衛星サプライチェーンに係る主要な課題として、「宇宙環境試験の課題」及び「COTS部品の利用促進」が挙げられる。「宇宙環境試験」に関しては国内企業においても衛星コンステレーションを構築する動きから、年間の衛星生産機数は今後増加が見込まれる。そのような状況において、国内の環境試験実施状況(設備状況・運用状況・使用企業数)と各企業・団体のニーズに対する環境試験設備の充足状況等が把握できていない課題がある。「COTS部品の利用促進」に関しては、海外ではCOTS部品の利用促進が進み産業の成長が加速する一方で、日本においては、優れた電⼦部品産業を自国で持ちながら、宇宙産業にてそのメリットを生かしきれず、必ずしも利用が進んでいないという課題がある。本事業においてはこれら課題に対する検討・FSを行うことで、衛星サプライチェーン強靭化に資するガイドライン等の提言をまとめることを目的とする。

我が国の衛星サプライチェーンの競争力強化に向け、衛星のアーキテクチャ標準化及び開発プロセスの標準化・効率化の基本方針を確立させることを目的に、DX（デジタルトランスフォーメーション）の視点を踏まえた標準化及び開発プロセス改革の実現可能性 に係る調査・検討を行う。アーキテクチャの標準化に係る検討としては、システム、サブシステム、機器レベルのそれぞれにおける標準アーキテクチャの規定、ソフトウェアやAPIの標準化等について実現可能性を検討する。また、開発プロセスの標準化・効率化に係る検討として、モデルベース開発等の開発プロセスの効率化、開発フェーズを一貫したデータ連携等をサポートするデータベース基盤の構築に加え、AIや3Dプリンタ等の先端技術を活用した開発プロセスの効率化・省力化等の実現可能性について検討を行う。加えて、非宇宙分野における先進事例及び標準化ニーズの調査を行い、上記の検討材料とする。

宇宙用太陽電池セル及びその保護用ガラス(カバーガラス)は、現在大部分を欧州・米国からの供給に頼っている。また、低軌道衛星コンステレーション等による需要増のため世界的に供給不足の状態であり、価格高騰・長納期化が課題となっている。この課題を解決するため「低コスト」で「量産性」に優れた太陽電池セル及びカバーガラスを開発し、競争力のある国産サプライチェーンを構築する。また、それらを搭載した太陽電池アレイ及びその量産技術の開発により実用化を図ることで、我が国の宇宙産業の国際的競争力向上を目指す。
太陽電池セルは、競争力の高いCIGS（Cu、In、Ga、Se）セル、ペロブスカイト材料に着目。またカバーガラスは、民生用ガラスの活用に加えて高出力レーザー照射に対する抗たん性の強化に着目。両者を実装した太陽電池アレイの認定試験を実施することで、宇宙用太陽電池アレイとしての実用化を目指す。

宇宙用太陽電池セル及びその保護用ガラス(カバーガラス)は、現在大部分を欧州・米国からの供給に頼っている。また、低軌道衛星コンステレーション等による需要増のため世界的に供給不足の状態であり、価格高騰・長納期化が課題となっている。この課題を解決するため「低コスト」で「量産性」に優れた太陽電池セル及びカバーガラスを開発し、競争力のある国産サプライチェーンを構築する。また、それらを搭載した太陽電池アレイ及びその量産技術の開発により実用化を図ることで、我が国の宇宙産業の国際的競争力向上を目指す。
委託開発で実用化する国産太陽電池セルを搭載した太陽電池アレイに先駆けて、現在の衛星用太陽電池の主流である海外製太陽電池を搭載した太陽電池アレイの量産化開発を補助事業として実施して量産化の基礎を確立、実機生産を通した経験知・実績の蓄積後、国産太陽電池を搭載した太陽電池アレイの量産化を行う。

株式会社ジーエス・ユアサテクノロジーでは、大幅なエネルギー密度の向上を狙った第5世代宇宙用リチウムイオン電池の研究開発に取り組んでいる。この開発に成功すれば低軌道運用時の利用可能容量(Whr)が最大約2倍となり、さらに7年もの長期間の運用を可能とする。そして、本課題は、製造技術を駆使してコンステレーションプログラムの大規模な数量の需要に対しても宇宙用の高い信頼性・性能を確保しつつ、低価格および短納期を実現する第5世代電池の量産体制の構築を達成することである。また、高エネルギー密度化された電池の安全性の知見を獲得して、ユーザーのバッテリ開発期間の短縮に貢献する。さらに、寿命モデルを構築して運用期間中の充放電容量をはじめとした各種情報の予測を可能にし、ミッションに応じて最適な電池の利用方法をユーザーが検討できるようにする。

宇宙用薄膜太陽電池シートは、現状、顧客ごとに異なる設計のため、非自動化工程で製造されており、製造コストが高くなるだけでなく、大量生産が困難であるといった課題がある。本技術開発では、様々なサイズの国内衛星への搭載に適合する薄膜太陽電池シートの標準化設計（太陽電池の配列数やサイズ）を検討し、シート製造工程の自動化技術を開発する。シート製造工程における配線・封止の材料（宇宙環境での使用実績を有し、調達が容易な材料）の選定や宇宙環境での長期信頼性が確保できる製造方法を検討し、シート製造自動化装置の設計および立上げ、製造したシートの開発確認試験（可能なら宇宙実証まで）を実施する。製造工程自動化によるシートの低コスト化と約100kW/年程度の量産に対応する製造工程の構築を目指す。さらに、開発した太陽電池シートについて、国内衛星メーカーでの衛星への取り付け方法の標準工程を開発し提案する。

地球観測光学衛星コンステレーションの最重要機器である望遠鏡を開発・実証し、そのサプライチェーンを構築する。提案者はNEDO事業によりレプリカ法を用いてCFRP鏡を開発した。このCFRP鏡の光学性能を近赤外可視光望遠鏡が要求するレベルまで高める。CFRP主鏡を有し主な構造を全てゼロ熱膨張高剛性CFRPで構成した望遠鏡を設計・製作し、衛星搭載望遠鏡として有用であることを実証する。
開発目標は、第一期：口径φ400㎜、地表分解能0.8m、第二期：φ600㎜、0.5mとする。CFRP望遠鏡は超軽量かつ短工期、低コストであり、多数機製造に適する。光学衛星のゲームチェンジャーとなる可能性がある。センサーなど電気系は含まず、衛星システムメーカが焦点へカメラを設置すれば望遠鏡システムとして完成する形で提供する。本開発の技術は、各種光学系をはじめ超高精度を要求する衛星構造に応用展開が可能である。

リチウムイオンバッテリーは携帯端末、EVなど車載、電力貯蔵、ロケット・衛星用などで市場が急拡大している。電池の負極にはグラファイト(理論値371mAh/g)が用いられてきたが、大容量化は限界に迫っている。また、日本の経済安全保障の観点からもグラファイトの使用を減らしたい。NU-Rei㈱と名古屋大学は先進プラズマ技術を用いて金属箔上にナノグラフェン膜を形成し大容量の負極用材料の開発に成功し、電池面積容量密度が従来の5倍と驚異的な性能を得た。電池の重量エネルギー密度も世界の2030年目標である500Wh/kgを達成の見通しである。本課題では小型衛星向けの角型電池に開発に成功したナノグラフェン膜を用いた負極を用いて電池の高容量・長寿命・低コスト化と重量を従来比50％（半分）とする軽量リチウムイオンバッテリーを開発する。

衛星通信、衛星測位、地球観測などの分野で、衛星コンステレーション事業が広がり、社会インフラとしての重要性がますます高まっています。そのため、人工衛星に搭載するコンポーネントの高機能化、長寿命化、安定供給は、重要な課題となっています。弊社は、小惑星探査機「はやぶさ」に搭載された日本初の衛星用リチウムイオンバッテリの開発・供給を手掛けるなど、長年にわたりバッテリ技術の向上に取り組んできました。この実績を活かし、本技術開発ではCOTS品のバッテリセルを活用したリチウムバッテリ の高性能化に向けた高密度のエネルギー貯蔵技術の開発・利用、長寿命化に向けた寿命保証技術や劣化抑制技術の開発、安定供給に向けた生産効率の向上や低コスト化技術の開発、輸送時における安全性の確保などの技術課題に取り組みます。
これらを通じて、我が国の衛星サプライチェーンの自律性と国際競争力を強化し、宇宙利用の拡大に貢献することを目指します。

LHPは衛星の熱制御に不可欠なデバイスであり、高性能な衛星ミッションを支えるために重要である。しかし、従来のLHPは顧客の個別要求に応じたカスタマイズ品で、仕様調整が煩雑で長納期・高コストという課題があった。また、海外製品への依存により、供給リスクや為替変動によるコスト増も問題であった。本技術開発では、標準化された設計モジュールから選択できるセミカスタマイズ方式の国産LHPを開発する。これにより、性能と品質を維持しつつ、短納期・低コストを実現し、国内の衛星サプライチェーンを強化する。国産化で供給安定性が向上し、技術ノウハウの国内蓄積や人材育成にも貢献する。さらに、開発したLHPの宇宙環境での長期安定動作を証明するため、欧州規格ECSS-EST-31-02Cを参考に試験を実施する。これにより、国内外の衛星メーカーや宇宙機関が安心して利用できる信頼性の高い国産LHPを提供する。