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定点観測シリーズ 中国の宇宙開発動向(その3)

2017年10月26日 辻野 照久(元JAXA国際部参事)

2017年9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3回目として、2017年4月1日から2017年9月末までの期間の中国の宇宙開発動向をお伝えする。

 飛躍の段階に入った中国の宇宙開発ではあるが、最初のジャンプでいきなり躓いてしまった。世界最大級の打上げロケットである「長征(Changzheng)5型」ロケットの試験2号機が、2017年7月2日の海南島からの打上げで失敗してしまったのである[1]。ペイロードは「実践(Shijian)18号」(打上げ時質量4トン級)。この衛星は世界最大級の中国の新型衛星バスである「東方紅(Dongfanghong)5型」を用いており、静止軌道での量子暗号通信実験の機器も搭載していたとみられる。

 この打上げ失敗より前にも、長征3B型ロケットにより6月18日に打ち上げられた静止通信衛星「中星(Zhongxing)9A号」も、ロケット上段の不具合により静止軌道への投入に失敗し、その後衛星自身の推進力によってようやく静止軌道に到達したが、大量の燃料を消費したため、寿命は大幅に短縮されると予想されている[2]

 2回連続したロケットの失敗は、中国の宇宙開発の先行きを不透明にした。今年11月には長征5型ロケット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ったが、7月2日の打上げ失敗の影響で2019年に延期されるとロシアのニュース会社が報じた[3]。詳細な失敗原因もまだ不明のままであるが、年内には調査が終わるという情報もある。再発防止対策の確立にも時間がかかるであろう。

宇宙輸送(ロケット・衛星打上げ状況)

 2017年4月から2017年9月までの中国のロケット・衛星打上げ状況を下表に示す。6回の打上げで、うち1回は上段ロケットの不具合により軌道投入失敗(衛星の静止化は成功)、1回は第1段エンジンの不具合により打上げ失敗に終わったが、外国衛星1機(アルゼンチン)を含め11機の衛星を軌道に投入した。また外国のロケットにより3回(米・印・露各1回)の打上げで中国の衛星が5機打ち上げられた。打上げ失敗となった衛星を除き、中国の衛星はこの期間に15機増え、ミッション別では地球観測衛星6機、通信衛星3機、宇宙科学衛星1機、貨物輸送船1機、技術試験衛星4機となっている。

2017年4月1日~9月30日の衛星打上げ状況
注:斜体字の衛星は中国の衛星数にカウントしない。
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
SJ-13 実践13 2017-018A 2017/4/12 長征2F/G 酒泉 CAST 通信放送衛星 静止
NJUST-2 南京理工2 1998-067MB 2017/4/18 アトラス5
(米)
CCAS 南京理工大 技術試験衛星 ISS
LilacSat 紫丁香1 1998-067ME ハルビン工 技術試験衛星
Aoxiang1 翱翔 1 1998-067MQ 西北工大 技術試験衛星
TZ-1 天舟1 2017-021A 2017/4/20 長征7 文昌 CMSEO 貨物輸送船  
SL-1 絲路1 2017-021F 西安連合 地球観測衛星  
HXMT 慧眼 2017-034A 2017/11/22 長征4B 酒泉 CAS他 宇宙科学衛星  
ZH-01 珠海01 2017-034B 珠海軌道控制公司 地球観測衛星  
ZH-02 珠海02 2017-034C 地球観測衛星  
Nusat 3 2017-034D アルゼンチン 地球観測衛星  
ZX-9A 中星 9A 2017-035A 2017/6/18 長征3B/G2 西昌 CAST 通信放送衛星 静止
NUDTSat 2017-036Z 2017/6/23 PSLV(印) SHAR 国防科技大 技術試験衛星  
SJ-18 実践 18 2017-F03 2017/7/2 長征5 文昌 CAST 技術試験衛星 打上げ失敗
AsiaSat 9 2017-057A 2017/9/28 プロトンM/
ブリーズM(露)
バイコヌール AsiaSat 通信放送衛星 静止
YG-30 01 遥感30 01 2017-058A 2017/9/29 長征2C(3) 西昌 人民解放軍 地球観測衛星  
YG-30 02 遥感30 02 2017-058B 地球観測衛星  
YG-30 03 遥感30 03 2017-058C 地球観測衛星  

 2017年1月1日から2017年9月末までの中国の打上げ回数は9回となり、米国(20回)、ロシア(13回)に次ぐ世界第3位(欧州も9回)となっている。米国の20回のうちスペースX社のファルコン9ロケットが過半数の13回を占めており、再使用型ロケット機体の回収も失敗なく順調に行っている。

 中国は7月2日の打上げ失敗以降、3カ月近く打上げが行われなかった。9月29日にようやく9回目の打上げに成功し、順番待ちのロケット・衛星がこれから順次打ち上げられていくであろう。

 2017年の中国の打上げは30回以上と見込まれていたが、「嫦娥5号」が2019年まで遅れるのをはじめ、衛星の開発の遅れや、2018年以降の打上げが公表されている新規計画のラッシュなどを考慮すると、昨年世界第1位に並んだ22回を下回る可能性が高いと思われる。衛星数ではロシアを上回っており、3強の一角という評価は揺るがない。

宇宙ミッション1 地球観測分野

 地球観測衛星6機のうちの1機は、天舟1号から放出された「絲路 1」(Silu-1、別名「SilkRoad-1 01」)[4]と呼ばれる質量4.5kg、3ユニットのキューブサットである。衛星打ち上げ状況のリストでは、衛星保有者を西安連合と略記したが、詳しくいえば陝西省地理信息工程国家重点実験室が中心となり、西安航天天絵数据技術有限公司、中国科学院西安光学精密機械研究所、西安電子科技大学連合など企業・研究所・複数の大学などが協力している。今後各種の周波数帯で約30機の地球観測衛星群を構築していくという構想に基づいている

 続いて、珠海軌道控制公司が開発した「珠海(Zhuhai)」衛星[5]の最初の2機は、後述するX線天文観測衛星「慧眼」などとともに6月に打ち上げられた。

 人民解放軍(PLA)は各種の偵察衛星として遥感衛星シリーズを打ち上げており、9月29日に3機1組の「遥感30号」衛星を打ち上げた[6]。この衛星名は奇妙で、実は2016年に「遥感30号」という衛星が打ち上げられているので、普通であれば今年の衛星は「遥感31号」となるはずである。機能的な同一性や関連性もないと見られており、いずれ訂正される可能性もある。

 衛星打上げはなかったものの、気象衛星「風雲」や「雲海」、高分解能地球観測衛星「高分」や「高景」、地方政府主導の「吉林」など多数の衛星群の整備計画があり、11月以降に続々と打ち上げられるとみられる。また、フランスと共同で開発する海洋観測衛星「CFOSAT」やアジア太平洋宇宙協力機構(APSCO)の衛星なども国際協力による衛星開発が進んでいる。

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、高スループットの通信衛星「実践13号/中星16号」(4月12日打上げ成功)[7]、中国衛星通信公司の「中星9A」(6月18日打上げ、ロケットは軌道投入に失敗したが、衛星の推進力で静止軌道に到達)、亜州衛星有限公司社の「AsiaSat 9」(9月28日、ロシアのプロトンロケットにより打上げ成功)[8]の3機である。

 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。10月下旬の時点では、長征3B型ロケットによる中高度軌道周回(MEO)衛星の2機同時打上げが11月3日に予定されている。ただし、これまでも何回も延期されている。

 5月17日に中国衛星導航定位協会(GLAC)から2016年度版の「中国衛星導航・位置服務産業発展白皮書」が発行された[9]

 中国北斗衛星導航系統管理室(CSNO)は、5月にアラブ情報通信機構(AICTO)と北斗航行測位衛星の利用で協力する協議を行った。8月にはロシアの中央機械建設研究所(TsNIIMash)との共同実験を開始した。

宇宙ミッション4 有人宇宙活動分野

 2017年4月20日に長征7型ロケットによる貨物輸送船「天舟(Tianzhou)1号」が打ち上げられ、天宮2号と自動ドッキングを行い、燃料補給の試験も行われた。天舟1号に搭載されていた「絲路(Silk Road)1」の1号機の放出も行われ、約5カ月ですべてのミッションを完了して大気圏に再突入した[10]

 宇宙ステーションのコアジュール「天和(Tianhe)」の打上げは、長征5型の打上げ失敗の前から2019年になると発表されていたが、その前に打ち上げられる予定だった嫦娥5号が2019年に延期されたため、宇宙ステーションの構築計画にも影響が出る可能性がある。

 8月22日には、欧州宇宙機関の宇宙飛行士及び宇宙飛行士候補者の2名と共同で、山東省煙台市沖で宇宙船の不時着水を想定したサバイバル訓練を行った[11]。中国は外国人にも「天宮」に搭乗させることを表明しており、パキスタンやイタリアなどが強い関心を寄せている。

 中国は2017年中に宇宙飛行士第3グループを選抜する予定[12]。これまでは空軍パイロットだけが有資格者であったが、今回は一般の科学者や技術者も採用し、宇宙ステーション「天宮」(天和・問天・巡天の3モジュールで構成)での宇宙実験の実施や船外活動を含むメンテナンス、補給物資の積み替えなどの任務を行わせるようになる。

 北京航空航天大学は、同大学内にある「月宮1号」という月面基地を模擬した閉鎖環境実験モジュールを用いて、4人が200日間滞在する実証試験を7月17日から開始した[13]

 夢のある有人宇宙飛行計画が着々と進む一方、宇宙からの災害リスクの心配もある。2009年に打ち上げられた実験ステーション「天宮1号」は、当初2年程度のミッションの後に指令により安全な場所に再突入させる予定であったが、他のミッションでいろいろ活用している間に数年が経過し、制御ができなくなってしまった。高度は現在300km程度であり、来年1月か2月頃に自然落下すると予測されている[14]。機体は大気圏再突入で燃え尽きるとしているが、都市部で残骸が人や物を直撃する恐れもあり、飛行状況には注意を払う必要がある。

 宇宙ミッション5月惑星探査分野

 「嫦娥5号」の打上げは2019年に延期された。月の極域に着陸させてサンプルリターンを行う「嫦娥6号」の打上げは、3月時点では2020年と発表されていたが、10月には2023年と発表された[15]。米国・ロシア・欧州・日本も同様な計画を策定しており、月面着陸競争が熾烈化するとともに、中国でもこの間に極域着陸の検討がかなり進んだことが窺える。

 2018年に打上げを予定している「嫦娥4号」には外国が開発した機器を4種類搭載することが2016年に発表され、オランダの「低周波観測装置」、ドイツの「月面中性子・放射線量測定装置」、スウェーデンの「中性原子観測装置」及びサウジアラビアの「小型光学月撮像装置」などの機器が選定された。本期間中には、サウジアラビアとの間で機器搭載の了解覚書(MOU)への署名が4月に行われた。

 7月には青海省に火星摸擬基地を建設する計画が発表された[16]。「中国火星村」とも呼ばれている。候補地の同省海西蒙古族蔵族自治州の大柴旦(Dachaidan)紅崖地区の地形や土の様子などが火星とよく似ているということで選定された。

image

大柴旦紅崖地区の景観15

宇宙ミッション6 宇宙科学分野

(1)    2015年12月に打ち上げられた暗黒物質探査機「悟空(Wukong)」(DAMPE)は、江蘇省にある紫金山天文台において運用されており、9月15日現在、638日間の飛行で、31.3億個の高エネルギー宇宙線粒子を観測したと発表された[17]

(2)    2016年8月に打ち上げられた量子科学実験衛星「墨子(Mozi)」(QUESS)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、8月には中国とオーストリア(2か所)の間で衛星からの量子暗号鍵配信と地上からの量子もつれテレポーテーションの実験に成功し、主要な科学目標を達成した。打上げから395日経過した9月15日現在で地球を6025周した[18]

(3)    硬X線調制望遠鏡「慧眼(Huiyan)」(HXMT)は2017年6月に打ち上げられ、観測開始に向けて軌道上での調整を行っているところである[19]。「慧眼」の主要なミッションは、高エネルギー天体の発見やブラックホールの観測などである。

 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(文末の参考資料参照)。

宇宙ミッション7 新技術実証分野

 本期間に打ち上げられた技術試験衛星4機は、いずれもEU(欧州連合)が第7次フレームワークプログラム(FP7)で資金を拠出して世界各国の超小型衛星を打ち上げていく「QB50」[20]というシリーズの中の中国衛星である。一例として、「紫丁香1」はハルビン工科大学(HIT)が製作したもので、別名「QB50 CN02」とも呼ばれ、質量2kg、2ユニットのキューブサット(1辺10cmの立方体を2個連結した形の衛星)である。

image

「紫丁香1」の外観(©HIT)[21]

 中国の3機のQB50シリーズ衛星は4月にアトラス5型ロケットで打ち上げられた国際宇宙ステーション(ISS)への貨物輸送船「シグナスCRS-7」に搭載され、ISSに輸送後、日本実験モジュール「きぼう」から放出された。この場合、衛星の国際標識番号はISSの最初のモジュール(米国の「Zarya」)から分離または放出された物体であることから、「1998-067+英字(IとOを除く)」で放出順序が示される。「紫丁香1」の場合は「1998-067ME」で、293番目(24×12+5)の物体である。この中には「Zarya」(A)を打ち上げたプロトンロケットの機体(B)、衛星以外の物体(宇宙デブリ)も含まれる。

 国防科技大学の「DTNUSat」は別名「QB50 CN06」と呼ばれ、上記の3機とは別に、インドのPSLVロケットにより6月に打ち上げられた。

以上

参考資料: 中国の宇宙科学プロジェクト計画

注1 SMILE:Solar wind - Magnetosphere - Ionosphere Link Explorer
https://www.chinaspaceflight.com/satellite/Space-Science/Smile/
注2 ASO-S:Advanced Space-based Solar Observatory   
https://www.chinaspaceflight.com/satellite/Space-Science/ASO-S/
注3 SVOM:Space-based multiband astronomical Variable Objects Monitor
https://www.chinaspaceflight.com/satellite/Space-Science/SVOM/
注4 GRID:Gamma Ray Integrated Detectors
https://www.chinaspaceflight.com/satellite/tsinghua/Tiange-Grid.html
注5 SPORT:Solar Polar ORbit Telescope
https://www.chinaspaceflight.com/satellite/Space-Science/SPORT/
注6 eXTP:extended X-ray Timing and Polarization   
https://www.chinaspaceflight.com/satellite/Space-Science/eXTP/
注7MIT:Magnetosphere-Ionosphere-Thermosphere coupling   
https://www.chinaspaceflight.com/satellite/Space-Science/MIT/
プロジェクト名 打上げ ミッション 主な開発担当機関 打上げロケット
太陽風-磁気圏相互作用全景成像衛星(SMILE注1) 2021年 北極上空の高度約12万kmを遠地点とする長楕円軌道(HEO)で太陽風を観測 欧中共同(ESA、国家空間科学センター) Vega-C
先端太陽観測天文台(ASO-S注2) 2021年 太陽フレアとCMEの相互関係及び形成メカニズム、太陽フレア、CME及び太陽磁場間の因果関係、高エネルギー粒子の輸送メカニズムと動力学的特徴等に関する観測・研究 国家空間科学センター、国家天文台 長征2C
中仏天文観測衛星
(SVOM注3)
2021年 ①狭視野X線望遠鏡
②広角X線・ガンマ線望遠鏡
中仏共同(CNES、国家空間科学センター) 長征
天格計画
(GRID注4)
2018年~
2023年
重力波源の天体からのガンマ線の観測(高度600kmの24機の小型衛星群を構築) 清華大学、長沙天儀空間科技研究院公司
快舟11
太陽極軌道望遠鏡(SPORT注5) 2023年 太陽のコロナ質量放出(CME)、太陽高緯度磁場、高速太陽風の観測 国家空間科学センター、北京大学 未定
増強型X線タイミング・偏光観測衛星(eXTP注6) 2024年 ブラックホールや中性子星の観測 国際宇宙科学研究所(北京分室) 未定
天琴計画 2031年 宇宙重力波観測と宇宙精密測量(3機の衛星で編隊飛行) 中山大学珠海校 未定
磁気圏・電離圏・熱圏カップリング観測(MIT注7) 地上 磁気圏・電離圏・熱圏観測 国家空間科学センター      -

[1] 2017年8月14日、China Spaceflight、实践十八号技术试验卫星(SJ-18):2017年7月2日19:23:23由长征五号遥2火箭发射升空。任务失败,主要故障是一级部分发动机泄压失效
https://www.chinaspaceflight.com/satellite/Shijian/Shijian18-launch.html

[2] 2017年7月26日、China Spaceflight、2017年6月19日00:11,长征三号乙火箭发射中星9A通信卫星,未能进入预定轨道正常。7月5日利用自身推进剂变轨并定点
https://www.chinaspaceflight.com/satellite/tongxin/Zhongxing-9A/ZX-9A-launch.html

[3] 2017年8月7日、Космическая лента、Китайская лунная миссия Chang’e-5 может быть перенесена на 2019 год(中国の月ミッション嫦娥5号は2019年に)
http://kosmolenta.com/index.php/1091-2017-08-07-change5-delay

[4] 2017年8月5日、Gunter’s Space Page、SilkRoad-1 01、http://space.skyrocket.de/doc_sdat/silkroad-1.htm

[5] 2017年6月15日、網易公司、“珠海一号”遥感微纳卫星星座首发成功
http://money.163.com/17/0615/18/CN085OGD002580S6.html

[6] 2017年10月16日、China Spaceflight、遥感三十号01组(一箭3星):2017年9月29日12时21分,长征二号丙运载火箭从西昌卫星发射中心升空、https://www.chinaspaceflight.com/satellite/Yaogan/YG-30-01.html

[7] 2017年10月8日、China Spaceflight、中星十六号/实践十三号(ZX-16/SJ-13):2017年4月12日19:04由长征三号乙火箭从西昌成功发射、https://www.chinaspaceflight.com/satellite/tongxin/Zhongxing-16/Zhongxing16-launch.html

[8] 2017年9月29日、亜州衛星有限公司、AsiaSat 9、http://www.asiasat.com/technology/satellite-fleet/satellite-9

[9] 2017年5月17日、鳳凰資訊、2016年度中国衛星導航與位置服務産業発展白皮書
http://news.ifeng.com/a/20170517/51113374_0.shtml

[10] 2017年9月22日、China Spaceflight、天舟一号货运飞船:2017年4月20日19:41:35从文昌发射升空。9月22日18时左右受控离轨再入大气层。154天在轨飞行为空间站建设积累重要经验。
https://www.chinaspaceflight.com/cargo-spacecraft/Tianzhou1-launch.html

[11] 2017年8月22日、ESA(欧州宇宙機関)、Sea survival training
http://www.bb.go.th/budget_book/e-Book2560/FILEROOM/CABILIBRARY60/DRAWER01/GENERAL/DATA0000/00000502.PDF

[12] 2017年7月27日、CMSEO(中国載人航天弁公室)、中国梦·航天梦——首届中国航天员飞天摄影作品展在京开幕
http://www.cmse.gov.cn/art/2017/7/27/art_19_31838.html

[13] 2017年7月9日、BUAA(北京航空航天大学)、“月宫365”实验换班仪式在北航举行
http://news.buaa.edu.cn/info/1002/41151.htm

[14] 2017年10月11日、China Spaceflight、天宫一号:预计2018年1月至2月间再入地球大气层。
https://www.chinaspaceflight.com/css/Tiangong-1/Tiangong-1.html

[15] 2017年10月11日、China Spaceflight、嫦娥六号:计划于2023年左右从文昌发射,实现月球极区采样返回
https://www.chinaspaceflight.com/satellite/Deepspace/CE-6/CE-6.html

[16] 2017年7月26日、鳳凰科技、中国首个火星模拟基地落地青海海西州:地形地貌与火星相似
http://tech.ifeng.com/a/20170726/44655342_0.shtml

[17] 2017年9月27日、China Spaceflight、暗物质粒子探测卫星:2017年9月15日,在轨运行638天,飞行9718轨,共采集31.3亿个高能宇宙线粒子
https://www.chinaspaceflight.com/bbs/viewtopic.php?f=3&http://www.thepaper.cn/baidu.jsp?contid=1742537

[18] 2017年9月28日、China Spaceflight、量子科学实验卫星(QUESS):2017年9月15日,在轨运行395天,飞行6025轨
https://www.chinaspaceflight.com/satellite/Space-Science/QUESS/QUESS.html

[19] 2017年6月19日、China Spaceflight、硬X射线调制望远镜卫星(HXMT):2017年6月15日11:00,由长征四号乙火箭从酒泉成功发射。一箭四星、https://www.chinaspaceflight.com/satellite/Space-Science/HXMT/HXMT-launch.html

[20] 2017年、EU(欧州連合)、QB50 - Mission Objectives、https://www.qb50.eu/index.php/project-description-obj

[21] 2017年8月8日、Gunter’s Space Page、LilacSat 1、http://space.skyrocket.de/doc_sdat/link.htm


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