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通信衛星(つうしんえいせい、英語: communications satellite)とは、マイクロ波帯の電波を用いた無線通信を目的として、宇宙空間に打ち上げられた人工衛星である。CSやCOMSAT(コムサット)などと略される。その出力が大きく、使用目的が人工衛星から直接放送するものを放送衛星(BSまたはDBS)という。

目次

概要編集

現在ほとんどの通信衛星は静止軌道または準静止軌道を用いるが、最近は低軌道中軌道衛星コンステレーションを用いる通信システムもある。ロシアは地理的に高緯度であることからモルニヤ軌道の通信衛星を用いる例もある。

通信衛星は光ケーブルを用いた海底ケーブルと相補的な技術を提供するものである。

近年の大容量化が進んだ海底ケーブルに比べて、通信衛星は伝送能力が低く、遅延時間も大きいことから、2015年時点では、国際通信のほぼ99%を海底ケーブルが担っている[1]

アイデア編集

通信衛星はアーサー・C・クラークが初めて提唱したものとされるが、ポトチュニック1928年の先行作品に基づくものである。クラークは1945年に「ワイヤレス・ワールド」誌で「地球外の中継器」と題する記事を著し、無線信号中継するために人工衛星を静止軌道に配備する方法の基本原理が説明したことから、一般にアーサー・C・クラークが通信衛星の発明者として知られた。

通信衛星の形態編集

受動型通信衛星編集

クラーク達の発表当時は宇宙空間に人工衛星を運ぶ具体的な手段がなかったが、1957年ソビエト連邦が人工衛星スプートニクの打ち上げに成功して実現性が検討された。当初は軌道上で安定に動作する中継機のトランスポンダの開発が困難で、受動型衛星エコー1号と2号で実験された。この衛星は金属皮膜をもつ風船で、軌道上の衛星を電波信号の反射板として用いるものである。利用する電波の周波数を選択可能で構造が単純で故障しにくいが、地上からの電波の送信大電力を要する大きな欠点があった。[要出典]

能動型通信衛星編集

地上から送信された電波信号を衛星で受信して電力増幅し、高利得のアンテナにより地上に向けてダウンリンクする能動型衛星の開発が行われた。

テルスター衛星は初めての能動型通信衛星である。ベル研究所で開発されたCバンドのトランスポンダを装備していた。この際のアップリンク6ギガヘルツ帯、ダウンリンク4GHz帯という周波数の組み合わせはその後広く通信衛星で用いられるものとなった。この衛星は1962年7月10日、NASAによりケープカナベラル宇宙基地から初の民間企業スポンサーとなって打ち上げられた。テルスター衛星は2時間37分で周回する、軌道傾斜角45度の楕円軌道遠地点 約5,600km、近地点 約950km)に投入された。テルスターはAT&Tに所属するがこれはAT&T、ベル研究所、アメリカ航空宇宙局イギリス郵政省、フランス郵政省間の衛星通信技術を開発するための多国間合意によるものである。

その後、トランスポンダの数や帯域を増やし送信電力も高めたリレー1号衛星も1962年12月13日に打ち上げられた。このリレー1号を用いて1963年11月23日に行われていた初の日米間テレビ伝送実験中にジョン・F・ケネディ米国大統領暗殺事件が報道され、その映像は当時のテレビ視聴者に強い印象を与えた。

静止通信衛星編集

 
静止通信衛星 シンコム 2号のサイド

シンコム 1号は、最初の静止通信衛星となる予定であった。1963年2月14日、ケープ・カナベラルから人工衛星打ち上げ用中型ロケット、デルタ B 16号機でシンコム 1号が打ち上げられたが電子回路が故障、静止軌道に向かう途中で沈黙した。

同年7月26日、デルタ B 20号機でシンコム 2号が打ち上げられた。ただ完全な静止状態では無く、メキシコ沖の大西洋上空で8の字に動いていた。アメリカ航空宇宙局による音声、映像、テレタイプ端末ファクシミリのテストに成功している。帯域幅に制限があるため、映像中継に音声は付けず、その品質は良く無かったが視聴は許容できる範囲であった[2][3]

1964年8月19日、デルタ D 25号機でシンコム 3号が打ち上げられ、問題無く太平洋の日付け変更線上で静止[4]。同年の東京オリンピックにおいて日米間のテレビ画像伝送がシンコム 3号を用いて実施され、通信衛星の有用性を広く世界の放送・通信関係者に印象付けることとなった。

1964年、静止通信衛星による国際通信網を運営するための国際協同の組織・インテルサットが日本や米国を含む18カ国で作られた。インテルサットは1965年にインテルサット I号シリーズの衛星を打ち上げて商用の国際衛星通信サービスと開始した。

ソビエト連邦モルニヤ衛星を使ったが、1973年に打ち上げられたカナダのアニク 1号は世界初の国内通信用の静止通信衛星であった。

低軌道衛星編集

低軌道衛星は軌道周期が1日よりかなり短い低高度の衛星で、上空を通過する時間のみが通信可能で、通信可能範囲を広げるために多数の衛星を必要とし、一群の衛星を連動して稼動する場合に衛星コンステレーション称する。GPS衛星や携帯電話サービス用の衛星電話のイリジウムなどが該当する。

衛星の種類編集

インターネット衛星編集

衛星内部にルーターを搭載することによって移動体間で通信したりインターネットに接続が可能。iPSTARなど。

中継衛星編集

主に静止軌道上から他の軌道を周回する衛星や宇宙船から通信を中継する。TDRSなど。

衛星放送(放送衛星と通信衛星の違い)編集

放送は、技術的には通信の一形態であるが、日本では一般大衆向けを放送、企業など認可団体の限定者向けを通信、として厳格に区別し、用いる人工衛星もそれぞれ専用のものを使用していた。

直接放送衛星(DBS)による放送(衛星放送/BS放送)は、放送用に設計された高出力の人工衛星を用い、家庭の小型DBS用アンテナに向けて直接送信する。放送衛星はKuバンド(K-under。Kバンドの下で12GHz - 18GHz)の高い方の周波数用いる。

1989年平成元年)10月1日に放送法が改正され、企業や業者向けの番組・プログラムを送信など特定目的以外の利用を禁じていた通信衛星を利用した、不特定多数への直接放送(CS放送)が可能になった。1996年(平成8年)にCSデジタルプラットフォーム事業者の日本デジタル放送サービスがCSデジタル放送事業の「パーフェクTV!」を開始した。

総務省2009年(平成21年)2月に、CS放送のうち放送衛星と同じ東経110度に打ち上げられた通信衛星のN-SAT-110を利用するスカパー!などの衛星放送を、法制度上「特別衛星放送」としてBSデジタル放送と普及計画を一本化した。スカパー!プレミアムサービスなどの通信衛星を使用した衛星放送は「一般衛星放送」として扱われる。

CS衛星放送関係略年表編集

脚注編集

関連項目編集

外部リンク編集

  • 衛星通信』 - NPO法人・科学映像館Webサイトより
1964年国際電信電話(現・KDDI)の企画の下で東京シネマが制作した短編映画《現在、上記サイト内に於いて無料公開中》。衛星通信の原理の紹介のほか、打ち上げられる通信衛星に関する紹介も為されている。