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定点観測シリーズ 中国の宇宙開発動向(その2)

2017年 4月21日 辻野 照久(科学技術振興機構研究開発戦略センター 特任フェロー)

2017年3月末までの中国の宇宙活動状況

 今回は、定点観測シリーズの第2回目として、2016年10月1日から2017年3月末までの期間の中国の宇宙開発動向をお伝えする。

 まずこの期間のハイライトを紹介し、次に宇宙政策、宇宙輸送、宇宙ミッション等の主要トピックについて、定点観測シリーズとしての一貫性を保ちつつ各回の特徴を出していくこととする。2017年4月以降に行われる宇宙活動は、そのほとんどが3月末時点ですでに準備の最終段階乃至着手段階にあり、本期間の活動そのものであるので、適宜将来計画も紹介する。

2016年度後半のハイライト

 飛躍する中国の宇宙開発を象徴する出来事は、世界最大級の打上げロケットである「長征(Changzheng)5型」ロケットが、2016年11月3日に海南島から成功裏に打ち上げられたことである。初打上げのペイロードは「実践(Shijian)17号」(打上げ時質量4トン級)。「遠征2型」上段ロケットと組み合わせられて、静止軌道に投入された。打上げ時刻は当初発表されていたロンチウインドウ(打上げ可能時間帯、この時は20時40分まで)よりも遅れ込むというトラブルはあったが、ペイロード側で遅れても大丈夫という確認をして、ロンチウインドウの最終時刻より3分遅れて打ち上げられた。

 中国の宇宙開発史の中でも最も緊迫したという情報もあり、ごく一部を紹介する[1]

  • 20時30分、監視モニタの数値が更新されず、ソフトウェアが異常を表示。
  • 20時38分、「3分前準備プログラムに入る。点火時刻は20時41分17秒」と伝達。
  • 「2分前準備プログラムに入る。点火時刻は20時41分56秒」と伝達。
  • 主制御コンピュータのエラー発生。
  • 10秒前、打上げカウントダウン開始、「10、9、8・・・」姿勢担当の報告「姿勢角偏差がまだない」
  • 6秒前、姿勢担当報告「あった」。
  • 打上げ時刻を20時43分4秒に設定。

 秒刻みの緊迫の中、3分4秒遅れての打上げとなった。その後は順調で、ペイロードを所定軌道に投入することに成功した時点で、長征5型ロケットの打上げ成功が確定した。

 しかし、我が国の主要新聞では全く報道されなかったり、ごく小さな記事だったりして、熱狂的な雰囲気には遠かった。中国政府の公式発表がなかったためのようだ。この成功は、中国の宇宙開発がまさに「急速な発展」から「飛躍的な発展」に移行する号砲であったといえるが、ペイロードが地味であったことや予定時刻に発射できなかったこと、さらに「実践17号」の静止化成功まではミッション成功とはいえないことなどから、控えめな報道になったと思われる。

 「長征5型」ロケット2号機の打上げは今年6月に予定されており、ペイロードは「東方紅(Dongfanghong)5型」という新型衛星バスの初号機ともなる「実践18号」である。さらに11月には同3号機で月からのサンプルリターンに挑戦する月探査機「嫦娥(Chang’e)5号」を打ち上げる予定である。

宇宙政策

 中国は2016年12月に2016年版宇宙白書を発表した。過去5年間+2016年の11か月間を対象に実績をまとめ、今後5年間と一部はその先の期間まで及ぶ宇宙ミッション計画について宇宙輸送・宇宙インフラ(地球観測・通信放送・航行測位)・有人宇宙活動・月惑星探査・宇宙新技術試験・射場・衛星管制・宇宙応用・宇宙科学・宇宙環境の10項目に分類整理して具体的な目標を掲げている。

 上記の10項目の中で、これまでと考え方が変わったと見られる点が3つあった。

  1. 2番目の宇宙インフラは、以前は衛星種類で4種類(地球観測・通信放送・航行測位・技術実証)に分類していたものを、今回の5カ年計画では技術実証を除く3種類に絞り、宇宙インフラというくくりにした。これにより2015年制定の国家安全法や民生用宇宙インフラ整備中長期計画と整合が図られた。
  2. 8番目の宇宙応用は、これまで衛星の種類ごとに応用計画を述べていたのに対し、今回は事業応用・地域応用・公共サービスの3つの目的別に宇宙インフラを総合的に利用する応用計画に再編している。これは中国の宇宙開発が利用本位に戦略を立てるような進め方に進化したことを示している。
  3. 10番目の宇宙環境は、これまで宇宙デブリだけを取り上げていたが、今回は宇宙天気と地球近傍物体も含めた取り組みになっている。これは各領域の縦割り的な組織を超えて宇宙からの災害リスクに関連する要素を全体的に連携させる意図を明確にしたものである。

 全文(約12,000字)の仮訳 を参考資料として別途掲載する。

 宇宙輸送(ロケット・衛星打上げ状況)

 2016年10月から2017年3月までの中国のロケット・衛星打上げ状況を下表に示す。11回の打上げで24機の衛星を軌道に投入した。そのうち地球観測衛星は6機、通信衛星は1機、有人宇宙船は1機であり、いずれも実用性が高い。残る16機は技術試験衛星で、ロケットの評価や衛星バスの試験、衛星群の初号機など、将来の動きにつながると思われる新規性の高いものが多数ある。ロシアや米国では同種衛星の繰り返し打上げが多いのに対し、このような実用性や新規性を幅広く同時に追求していくところが中国の宇宙開発の特徴となっている。新型の開拓(Kaituo)2型ロケットは今後の利用計画は不明であるが、大型化の可能性もある。

衛星名 国際標識
番号
打上げ
年月日
打上げ
ロケット
射場 衛星保有者 ミッション 軌道
SZ-11 神舟11 2016-061A 2016/10/17 長征2F/G 酒泉 CMSEO 有人宇宙船 帰還
SJ-17 実践17 2016-065A 2016/11/3 長征5/YZ2 文昌 CAST 技術試験衛星 静止
XPNAV 脈衝星導航試験衛星  2016-066A 2016/11/9 長征11 酒泉 深圳航天東方紅 技術試験衛星  
XS-1 瀟湘1 2016-066B 長沙天儀研究院 技術試験衛星  
LS 1-01 麗水1-01 2016-066C 浙江利騅電子科技 技術試験衛星  
PN 2-01 皮納2-01 2016-066D
PN 2-02 皮納2-02 2016-066E
CAS-2T 豊台少年1 2016-066F AMSAT China 技術試験衛星  
KS-1Q   2016-066G 科創航天 技術試験衛星  
YH-1 01 雲海1 2016-068A 2016/11/11 長征2D(2) 酒泉 SAST 地球観測衛星  
TL-1D 天鏈1D 2016-072A 2016/11/22 長征3C/G2 西昌 CAST データ中継衛星 静止
FY-4A 風雲4A 2016-077A 2016/12/10 長征3B/G2 西昌 CMA 気象衛星 静止
TanSat 碳衛星 2016-081A 2016/12/21 長征2D(2) 酒泉 CAS 地球観測衛星  
HRMS 高分弁率
微星
2016-081B 技術試験衛星  
SPARK01 高光譜
微星01
2016-081C 技術試験衛星  
SPARK02 高光譜
微星02
2016-081D 技術試験衛星  
GJ-1 01 高景1 01 2016-083A 2016/12/28 長征2D(2) 太原 四維世景科技 地球観測衛星  
GJ-1 02 高景1 02 2016-083B
BY-1 八一科普衛星1 2016-083C 八一学校 技術試験衛星  
TJS-2 通信技術試験2 2017-001A 2017/1/5 長征3B/G2 西昌 CAST 技術試験衛星 静止
LQ-1 03 霊巧C 2017-002A 2017/1/9 快舟1A 酒泉 長光衛星 地球観測衛星  
XYSY-1 行雲試験1 2017-002B CASIC、西北工業大学 技術試験衛星  
KD-1 凱盾1 2017-002C 北京凱盾科技 技術試験衛星  
TK-1 天鯤1 2017-012A 2017/3/2 開拓2 酒泉 CASIC 技術試験衛星  

 2016年1月1日から2016年12月末までの中国の打上げ回数は22回となり、米国と並んで世界第1位となった。米国は9月1日にスペースX社のファルコン9ロケットが射場で爆発し、その後年内の打上げが行えなかったため、予定の打ち上げ回数を大幅に下回った。またロシアは7月以降国際宇宙ステーション(ISS)への宇宙飛行士及び物資補給船の打上げが4回あったのみで、商業打上げや軍事衛星打上げなどその他の打上げが全くなく、年間で17回という近来稀に見る低調な打上げ状況となった。このため史上初めて中国を下回り、第3位に甘んじる結果となった。この傾向は2017年も続いており、4月12日現在打上げ数が全世界で19回となった時点で、国別では米国7回(うちスペースXが4回で、昨年以上のペース)、中国4回、欧州・日本各3回、ロシア・インド各1回となっている。

 スペースX社の本年4回目の打上げは3月30日に行われ、先に回収していた1段機体を再利用しての打上げとその機体の回収に成功した。これは世界初の再使用型ロケット成功という快挙で、2回目の再利用打上げも可能性が高い。中国も再利用で後れを取らないために、パラシュートによるロケット機体の軟着陸などで機体回収を実現する方策を検討中である。

 2017年の中国の打上げは30回以上と見込まれている。その中には快舟シリーズや開拓2型などの小型ロケットによる打上げも多く含まれると予想される。

宇宙ミッション1 地球観測分野

 中国科学院(CAS)は12月に温室効果ガス(二酸化炭素)観測衛星「碳衛星(Tansat)」を打ち上げた。この他、上海航天技術研究院(SAST)は11月に大気観測衛星「雲海(Yunhai)1号」、国家気象局(CMA)は12月に新系列の静止気象衛星「風雲(Fengyun)4号A」、四維世景科技は12月に「高景」2機、長光衛星公司は今年1月に地球観測衛星「霊巧(Lingqiao)」を打ち上げた。

 中国は民生用宇宙インフラ整備中長期計画で7つの衛星群と3つの単独衛星を運用する計画を実現するため、毎年多数の地球観測衛星を打ち上げようとしている。中央政府の地球観測衛星だけでなく、フランスと共同で開発する海洋観測衛星や、省レベル及び民間の商業目的の地球観測衛星群構築などの計画も次々に新しく発表されており、日進月歩の様相を呈している。一方、それらがもたらす社会的影響などは、実際に現象が出てきた時点でないと評価することは難しいと思われる。良い効果を持つ影響だけでなく、宇宙の混雑による衛星同士の衝突などの懸念が増大するという負の影響もありうる。

 2016年から開始された欧州と共同の地球観測研究プロジェクト「第4期龍計画(Dragon 4)」の研究テーマが発表された。8分野27プロジェクトのテーマ名と中欧の参加機関名を文末の参考資料に示す。

宇宙ミッション2 通信放送分野

 本期間に打ち上げられた通信衛星は、4機目のデータ中継衛星「天鏈(Tianlian)1D」である。技術試験衛星の分類ではあるが、実践17号は通信に関する技術試験を主目的とする静止衛星である。

 2017年4月以降には、実践13号/中星16号(4月12日打上げ成功)、実践18号、ニカラグア通信衛星、アルジェリア通信衛星などが打上げ予定となっている。

 2018年6月には、月の裏側に着陸する嫦娥4号の地球との通信のためのデータ中継衛星が打ち上げられる予定である。

宇宙ミッション3 航行測位分野

 本期間に航行測位衛星「北斗(Beidou)」の打上げはなかった。周回衛星はまだ数が少なく、実用化には少なくとも24機体制を2020年までに構築する必要があり、2017年には4月以降だけで6機か8機の中高度軌道(MEO)周回型衛星が打ち上げられると見込まれる。

 航行測位衛星の応用も拡大中と思われるが、次回以降に動向を整理したい。

宇宙ミッション4 有人宇宙活動分野

 2016年9月に「天宮(Tiangong)2号」を打ち上げた後、本期間では10月に「神舟(Shenzhou)11号」で2名の男性宇宙飛行士が搭乗し、これまでで最長の33日間の宇宙飛行を行った。天宮2号とのドッキングに成功し、30日間滞在した。その間に多数の宇宙実験を行った。これで中国の宇宙飛行士数は日本・ドイツと並ぶ11名となり、米ロに次ぐ第3位となった。累積飛行日数は168日で、世界第12位。

 2017年4月20日には長征7型ロケットで貨物輸送船「天舟(Tianzhou)1号」を打ち上げ、天宮2号と自動ドッキングを行う予定。2018年には本格的な宇宙ステーションのコアジュール「天和(Tianhe)」を長征5型ロケットで打ち上げる予定である。

 有人宇宙活動を通信面で支援するデータ中継衛星は、天鏈シリーズの第2世代を開発中で、2018年から打ち上げ始められる見込み。

宇宙ミッション5 宇宙科学分野

 2016年9月までに打ち上げられた3機の科学衛星のミッション実施状況や成果などが発表されている。

  1. 暗黒物質探査機「悟空(Wukong)」は宇宙空間の粒子の観測成果が既に発表されている。
  2. 微小重力実験衛星「実践10号」は軌道上での実験を終えて地上に回収された。
  3. 量子科学実験衛星「墨子(Mozi)」は、宇宙空間を利用した大規模な量子通信実験であり、これまで地上の光ケーブルや空間伝播では100km以上の距離での通信実験を行うことがきわめて困難であったが、宇宙空間を経由することにより長距離通信が可能になり、欧米でも得られていないような実験結果が発表されている。

 2017年には「硬X線調制望遠鏡」(HXMT)と月探査機「嫦娥5号」の打上げが計画されている。また中国独自の火星探査機は2020年打上げを目指して開発中である。

 これまで中国の宇宙活動の中で、宇宙科学は他国に比してかなり遅れていたが、中国科学院の国家空間科学センター(NSSC)が中心となって、多数のプロジェクトが同時並行的に進められている。

宇宙ミッション6 新技術実証分野

 本期間に打ち上げられた技術試験衛星の中で、最も注目されるのはXPNAV(X線パルサーによるナビゲーション)衛星である。中国語で脈衝星(みゃくしょうせい、X線を周期的に放射するパルサーと呼ばれる星)導航試験衛星と表記されている。地球周回の航行測位衛星が役に立たないような惑星間飛行などで必要となる位置決めの手法であり、かなり先の有人惑星探査まで見越しているように見受けられる。この衛星を開発した深圳航天東方紅有限公司は、CAST傘下の企業である。

image

XPNAV 出典:CASC

 TSJ 2については、下図のように外観が通信衛星とは思えないような形状をしており、「通信技術試験2号/火眼(Huoyan)2号」という名称があることから、ミサイル発射早期警戒衛星の要素技術の試験機である可能性がある[2]

image

TSJ 2/火眼2号 出典:軍科網

 本期間に技術試験衛星の初打上げを行った機関(衛星名)は、深圳航天東方紅有限公司(XPNAV)、長沙天儀空間科技研究院有限公司(瀟湘(Xiaoxiang)、下図参照)、浙江利騅電子科技有限公司(麗水(Lishui)及び皮納(Pina))、科創航天(KS-1Q)、北京市八一学校(八一科普衛星)、北京凱盾科技(凱盾(Kaidung))、中国航天科工集団公司(天鯤(Tiankun))の7機関に及ぶ。商業目的と教育目的が混在しており、中にはシリーズとして今後多数の衛星を打ち上げることになるものもある。北京市八一学校は習近平国家主席の母校で、昨年12月には科普衛星を製作したチームの激励のために訪問した[3]

image

瀟湘のプレゼンテーション@長沙、紅網(動画)[4]

参考資料:ドラゴン計画第4期の地球観測研究プロジェクト

 ドラゴン計画第4期は2016年に開始され、2020年までの4年間、8分野27テーマについて中国と欧州の研究機関が対をなして共同研究を行う。各分野の主要な内容と実施機関を下表に示す。

No. 分野 テーマ(一部簡略化) 中国機関 欧州機関
1 固体地球とリスク 災害監視とリスク評価のための地球観測 北京大学 英・ニューキャッスル大学
2 3次元及び4次元のトポグラフ的測定と検証 武漢大学 伊・ミラノ理工大学
3 海面上昇による地上物と沿岸の自然災害のリスクの組み合わせの総合的分析 華東師範大学 伊・CNR
4 先端的地球観測技術を用いた地滑りの識別、移動の監視及びリスク評価 中国科学院(CAS)遥感・数字地球研究所(RADI) ポーランド地理研究所
5 中国と周辺地域におけるレーダ干渉による地震活動監視とリソスフィアの変形検出 国家地震局 仏・地球科学研究所
6 都市化と
スマートシティ
スマートシティ及び持続可能な都市化のための地球観測に基づく都市サービス CAS スウェーデン王立技術研究所
7 穀物と水 農業資源の支援と管理のための中欧地球観測データの結合された展開 農業情報研究所 伊・環境分析研究所
8 穀物マッピング 気象衛星中心 ベルギー・Louvain大学
9 生態系 森林(Forest Dragon 4) 中国林業科学研究院 独・Friedrich-Schiller大学
10 土地劣化の監視 中国林業科学研究院 西・CSIC
11 熱帯病のリスク評価や予測 国家減災中心 スイス・Swiss Tropical and Public Health
12 校正と検証 大量のリモセンデータの品質保証 CAS光電研究所 ESA(ESRIN)
13 大気と気候 水とエネルギー循環の観測 CAS青蔵高原研究所 蘭・Twente大学
14 中国の大気の質 CAS 蘭・王立気象研究所
15 宇宙からの温暖化ガス観測 CAS 英・Leicester大学
16 中国のCO2観測ミッション 中国海洋大学 独・大気物理研究所
17 海洋と海岸 実用的応用のための海洋リモセン 第一海洋研究所 独・極地・海洋研究所
18 海洋風・波・嵐の相乗的観測 第二海洋研究所 仏・海洋研究所
19 海洋と沿岸の持続可能性の監視 CAS/RADI 独・DLR
20 沿岸湿地と浮遊土砂の動力学の監視 第一海洋研究所 英・プリマス海洋研究所
21 沿岸と異常気象の観測 上海海洋大学 伊・ナポリ大学
22 中国の沿岸地帯の海洋大気過程 南海海洋研究所 独・ハンブルグ大学
23 水文学と寒冷圏 揚子江の水資源と質の観測ツール 武漢大学 仏・ストラスブール大学
24 マイクロ波による水循環観測の校正と検証 CAS空間科学・応用研究中心 仏・CNES
25 地域の水保障 寒冷乾燥地域環境・工学研究所 蘭・デルフト工科大学
26 高地の河川流域監視のための水文データ CAS空間科学・応用研究中心 独・シュツットガルト大学
27 山岳高地の寒冷地の変化の調査 CAS青蔵高原研究所 スイス・チューリッヒ大学

以上

関連リンク:「2016年中国宇宙白書(仮訳)」(PDFファイル 576KB )


[1] 2016年11月5日、長征5号発射の夜に何が起こったか? http://mt.sohu.com/20161105/n472364741.shtml

[2] TSJ 2、https://www.chinaspaceflight.com/satellite/tongxin/Tongxinjishushiyan-2/txjssy2-launch.html

[3] 2016年12月28日、新華社、习近平回信勉励北京市八一学校科普小卫星研制团队学生http://news.xinhuanet.com/politics/2016-12/28/c_1120207095.htm

[4] 2016年10月28日、紅網、http://qy.rednet.cn/c/2016/10/28/4120584.htm


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