SpaceXか、日本の宇宙株か──ロケットと"軌道"に賭ける、史上最大IPOと宇宙株の全貌

Tech × 物理 × 投資 ──
現役ハードウェアエンジニア×物性物理学系院卒の
宇宙投資解説

あなたが登山家だとする。

体重60kg、登山装備10kg。

エベレストの山頂、標高8,848mまで登るのに必要な酸素ボンベの重さは──540kg。

合計610kg。
自分の体重の10倍の荷物を背負って、8,000m登る。

これがロケットの世界だ。

2026年、史上最大のIPOが来る。

SpaceX。想定評価額$1.5兆〜$1.75兆、調達額最大$500億。

SpaceXは、イーロン・マスクが2002年に創業した米国の宇宙開発企業だ。主力事業を簡単に紹介しておこう。

2025年に入ってからSpaceXは、イーロン・マスクのAI企業xAIと合併し、合併後の企業価値は約$1.25兆と報じられた。

そして2026年、史上最大のIPOとして市場に登場しようとしている。Appleが時価総額$1兆を超えたのが2018年。

SpaceXはIPO初日からその1.5倍で上場する可能性がある。

このニュースを見て、あなたは
「SpaceXを買えばいい。」と思っただろうか？

だが、ひとつ問いたい。

なぜFalcon 9だけが再利用できて、三菱重工のH3ロケットもEUのArianeロケットも使い捨てなのか?

なぜStarlinkは"低軌道"を飛んでいて、従来の衛星放送は"静止軌道"を使っているのか?そしてその違いが、なぜ数兆円の事業差になるのか?

SpaceXが計画している"軌道データセンター"という構想は、ただの夢物語なのか?現実的なのか？

「SpaceXは技術で勝っている」──それは結論としては正しい。

だがなぜその技術が生まれたのか？

なぜ他社が追いつけないのかを物理で説明できない限り、あなたはそれがいつ、何によって、
崩れ得るかを判断する手段を持っていない。

IPO初日、SpaceXは$150で寄り付くかもしれない。$400で寄り付くかもしれない。

その価格を"高い"と判断するか"安い"と判断するか、あなたには根拠があるだろうか。

結論だけを知っている投資家は、IPO初日の板の動きにパニックになる。

原理を知っている投資家は、SpaceXが崩れうる場所と、SpaceXが崩れても勝てる銘柄を見抜ける。

この記事は、宇宙投資を物理の第一原理から解剖する完全ガイドだ。

ロケット方程式、軌道、推進、熱、放射線──宇宙産業のすべての物理レイヤーを、
比喩で噛み砕きながら、
どこにMoat(参入障壁)が築かれ、どの銘柄がなぜ強いのかを一気通貫で解説する。

✅ この記事を読むと得られること

宇宙投資を「ロケット関連技術」から「軌道経済の覇権」まで、
物理の原理から一気通貫で理解できるようになる。

これ1本で、
"宇宙投資の地図"が手に入る。

本記事は「宇宙 × 物理 × 投資」の完全ガイドだ。

ロケット方程式、軌道力学、推進、熱、放射線──宇宙産業を構成するすべての物理レイヤーを、物理の原理から解剖し、

どこにMoat（参入障壁）が築かれ、どの銘柄がなぜ強いのかを一気通貫で解説する。

NVIDIAを2020年に買えた人は、GPUの物理を理解していた。
ASMLを長期保有できた人は、EUVの波長を知っていた。

宇宙の覇権銘柄を見極められるかどうかも、

物理を知っているかどうかで決まる。

── 物理を知る投資家は、強い。──

序章 登山家に540kgの酸素ボンベ──ロケット方程式という"重力の罰金"

ステップ1:そもそも"宇宙に行く"とは何をすることなのか

多くの人は「宇宙に行く」=「上に向かって飛ぶ」ことだと思っている。

だが、これは半分しか正しくない。

ためしにこう考えてみてほしい。

あなたがエレベーターに乗って、ひたすら上に行けるとする。地上から10km、100km、1,000km。エレベーターがどんどん上に進んでいく。

さて、エレベーターの上端まで着いたあと、エレベーターを外して手を離すとあなたはどうなるか?

答えは「落ちる」だ。

どれだけ高いところまで行っても、止まっていれば地球に落ちる。これが重力という物理法則だ。

では、衛星やISS(国際宇宙ステーション)はなぜ落ちないのか?

答えは──横に速く走り続けているからだ。

ステップ2:なぜ"横に速く走る"と落ちないのか

想像してほしい。あなたが崖の上からボールを真横に投げる。

• 弱く投げる → 近くに落ちる

• もう少し強く投げる → もう少し遠くに落ちる

• もっと強く投げる → もっと遠くに落ちる

ここで重要な事実がある:地球は丸い。

ボールを横に投げ続けて、どんどん強くしていくと、ある速度で不思議なことが起きる。

ボールが落ちる速さと、地球の表面が丸く下がっていく速さが、ちょうど釣り合う。

つまりボールは永遠に「落ち続けている」のに、地面には永遠にぶつからない。

これが軌道に乗るということだ。

「軌道を飛ぶ」というのは、「地球の周りをグルグル回る」ことに他ならない。そして、グルグル回るのに必要な横方向の速度が──秒速7.8kmだ。

時速に直すと時速28,000km。

東京〜大阪が約500km。

この距離を約64秒で横断する速度だ。

新幹線のぞみが2時間30分かかる距離を、ちょうど1分で駆け抜ける。

これが「宇宙に行く」の正体だ。

空の高いところに到達することではない。地面にぶつからないくらい速く、横に走り続けること。

ロケットが打ち上げ後すぐに斜めに傾き、次第に水平に近い方向に飛んでいくのを見たことがあるだろうか。あれは「宇宙に向かう」のではなく、「横に速く走るための助走」をしているのだ。

ステップ3:なぜ燃料がそんなに必要なのか

では、秒速7.8km──時速28,000km──という速度を出すには、どれだけのエネルギーが必要か。

新幹線のぞみの最高速度は時速285km。
ロケットはその約100倍の速度まで加速する。

エネルギーは速度の2乗で効くので、
のぞみの10,000倍のエネルギーが必要になる。

そのエネルギーを、短時間で叩き出すには大量の燃料を爆発的に燃やすしかない。

だから、ロケットは巨大な燃料タンクになる。

Falcon 9の数字を見てみよう。

• 全体の重さ:約550トン

• そのうち燃料の重さ:約510トン

• 実際に宇宙に運べる荷物(ペイロード):約22トン

つまりFalcon 9は、全重量の93%が燃料だ。

「荷物を運ぶ乗り物」だと思っていたロケットは、実は「燃料を運ぶための容器」に近い。荷物は全体のたった4%しか占めていない。

ここで登山家の比喩に戻ろう。

体重60kgのあなたが、酸素ボンベ540kgを背負ってエベレストに登る。これが「体重10倍の荷物を背負う」ということ。

ロケットはこれよりさらに極端で、体重の14倍の燃料を背負って、時速28,000kmまで加速する。

ステップ4:燃料と速さのトレードオフ

ここまでで「速度を上げるために燃料が多く必要」だとわかった。

だが宇宙工学には、残酷なトレードオフがある。

ツィオルコフスキーのロケット方程式──宇宙開発の父、コンスタンチン・ツィオルコフスキーが1903年に導出した、ロケット工学で最も重要な法則だ。

数式の詳細には立ち入らない。重要なのは、この法則が示している1つのトレードオフだ。

「対数」という言葉が出てきているが、
これは非常にシンプルな話だ。

対数で決まる、とはつまりこういうことだ:

• 燃料を2倍積んでも、速度は2倍にならない(1.39倍にしかならない)

• 燃料を3倍積んでも、速度は1.58倍にしかならない

• 燃料を10倍積んでも、速度は3.32倍にしかならない

燃料を増やせば増やすほど、効果は鈍くなる。

なぜこうなるのか。直感的な理由はこうだ:
燃料そのものの重さを、ロケット自身が運ばなければならないからだ。

燃料を2倍積むと、ロケット全体が重くなる。重くなった分、加速しづらくなる。だから燃料2倍で速度2倍とはならない。

これが対数の正体だ。

そして、ロケットが「全体の9割が燃料」になる運命は、この法則から逃れられない。どれだけ燃料を積んでも、ある一定の速度でロケットの性能は頭打ちになる。

ステップ5:他のロケットと比較してみよう

ここで「9割燃料」「ペイロード4%」という異常な数字が、SpaceX特有のものではなく、物理法則が全てのロケットに課している共通の制約であることを確認しよう。

各ロケットの「全重量に対する、実際に宇宙に運べる荷物(ペイロード)の割合」を比較してみる。

どのロケットも、荷物（ペイロード）比は数%の壁を超えられない。

国籍も時代も設計思想も違うロケットが、全て同じ"4%前後"に収束している。

これは偶然ではない。

ツィオルコフスキーの式という物理法則が、全てのロケットに同じ罰金を課しているからだ。

この物理的事実こそが、ロケット産業の経済構造を決定している。

全体のわずか数%しか荷物を運べない。その数%を誰が・どの軌道に・いくらで運べるかを巡って、全ての宇宙産業は戦っている。

そして軽量化の1gが、貴金属1gよりも価値を持つ異常な市場ができあがる。

この市場に食い込んでいる企業の話は
第5章で扱う、

「値段が高くても軽ければ採用されるという構造」は、ペイロード比が数%しかないという物理的事実から直接導かれている。

この章のまとめ

次章では、SpaceXの参入障壁を理解するためにSpaceXだけが達成しているロケット再利用の話を扱う。

なぜSpaceXのFalcon 9だけが地上に戻ってこられるのか。 なぜ三菱重工のH3もEUのArianeも、毎回新品のロケットを作り続けているのか？

参考リンク
・NASA Glenn Research Center, “Ideal Rocket Equation”
https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/ideal-rocket-equation/

・NASA, “Basics of Space Flight: Gravity & Mechanics”
https://science.nasa.gov/learn/basics-of-space-flight/chapter3-2/

・SpaceX, “Falcon 9”
https://www.spacex.com/vehicles/falcon-9

第1章 酸素ボンベを持ち帰る登山家──再利用の物理とSpaceXのMoat

ロケットは"使い捨て"が常識だった

序章で見たとおり、ロケットは全重量の93%が燃料、ペイロードはわずか4%という極端な構造を持っている。

こんなに苦労して打ち上げたロケットを、なぜ今まで使い捨てていたのか?

これは冷静に考えると奇妙な話だ。

1台数百億円するロケットを、1回飛ばして海に落として終わり

──飛行機で言えば、東京〜ニューヨーク便を1回飛ばしたあと、機体ごと太平洋に廃棄するのと同じ構造だ。
飛行機がそんな使い方をされていたら、航空運賃は1席数千万円になる。

ロケットがそうなっていなかったのは、

「そうするしかなかった」からだ。

Falcon 9以前、使い捨てが当たり前だった時代の主要ロケットを振り返ってみよう。

半世紀にわたって、世界中のロケットメーカーが「使い捨て」の形で飛ばし続けてきた。

理由は再利用を阻む物理の壁があったからだ。
その壁は主に2つ

──空力加熱とエンジン制御。

■物理の壁その1:空力加熱──機体を溶かす"空気の摩擦"

ロケットは、打ち上げ時に秒速7〜8km(時速25,000〜28,000km)まで加速する。これは序章で見た通り、地球の周回軌道に乗るために必要な速度だ。

問題は戻ってくるときだ。

宇宙から帰還するとき、ロケットは同じくらいの速度で大気に突入する。ここで起きるのが空力加熱と呼ばれる現象だ。

高速で空気に突っ込むと、ロケットの前面で空気が圧縮される。自転車のタイヤに空気を入れるとポンプが熱くなる──あれと同じで、空気は圧縮されると熱くなる。

ロケットの速度はそのスケールが桁違いで、

機体表面は1,500〜2,000℃に達する。

鉄の融点は約1,500℃、アルミの融点は660℃。

つまりロケットの表面は、自分自身の素材を溶かしてしまう温度まで上がる。

8,000m級の山を登る登山家でいえば、帰り道に巨大なオーブンを通り抜けないといけない、ということだ。

大気圏再突入時のロケットに必要なものは、3つある:

• 耐熱シールド(機体表面を守る断熱材)

• 姿勢制御(機体の向きを保つ仕組み)

• 減速機構(地面に衝突する前に速度を落とす)

姿勢制御がなぜ重要か、補足しておこう。

ロケットが高速で大気に突入するとき、機体の特定の面だけが空気にぶつかるように設計されている。その面に耐熱シールドが貼ってある。

だが機体が回転したり傾いたりすると、シールドのない側面が空気にぶつかってしまう。すると、その瞬間に機体側面が一気に焼き切れて、ロケットが空中分解する。

つまり姿勢制御とは、「シールドのある面を、ずっと進行方向に向け続ける」ための制御だ。

ここまでの技術は、実はスペースシャトルもSaturn Vのカプセルも持っていた。

だがSpaceXがやったのは、「熱から守るだけではなく、地上まで持ち帰ってエンジンを再点火し、垂直着陸させる」ことだった。

これは次の物理の壁の話になる。

■物理の壁その2:エンジンを"弱く安定して燃やす"難しさ

ロケットエンジンは、打ち上げ時に巨大な推力を発揮する。Falcon 9の第1段は、「マーリン」と呼ばれるエンジンを9基束ねて搭載しており、合計約770トンの推力を生む。

この「770トン分の爆発力」で、重量550トンのロケットを空に押し上げる。

さて、このロケットが宇宙から戻ってきて、地上に垂直着陸するとしよう。必要なのは

「弱い推力で、機体を空中にそっと置く」動きだ。

ここでエンジン制御の物理の壁が現れる。

ロケットエンジンは"強く燃やす"よりも"弱く安定して燃やす"ほうが、はるかに難しい。

エンジンは、燃料と酸化剤を燃焼室で混ぜて爆発させる装置だ。
爆発のサイズが大きいときは、混合比や圧力の多少のゆらぎは平均化されて問題にならない。

だが弱く燃やすと、燃焼室内の圧力が下がり、燃焼が不安定になる。混合比が少しズレただけで失火したり、逆に異常燃焼を起こしたりする。

これは料理のコンロに似ている。

最大火力で炒め物をするときは、火加減が多少雑でも料理は進む。
だが弱火でソースを煮詰めるときは、火加減を繊細にコントロールしないと焦げついたり冷めたりする。

ロケットエンジンの場合、この「弱火制御」が

推力を自在に変えられるレベル

まで行かないと、空中でのホバリングや垂直着陸は不可能だ。

Falcon 9のマーリンエンジンは、推力40〜100%の範囲で可変できる。このスロットリング（出力調整）能力が、空中で機体を減速させ、地上にそっと降ろす動きを可能にしている。

H3、Ariane 6、Atlas V/Vulcanのエンジンは、この出力調整性能を持っていない。

■ラプターエンジン──Starshipが突破する次の壁

Falcon 9のマーリンエンジンは、2000年代のSpaceXがゼロから作り上げた傑作だ。

だがSpaceXの次世代ロケットStarshipは、さらに先を行くエンジンを搭載している──

ラプター(Raptor)　だ。

ラプターの特徴は、フルフローステージドコンバチョソンと呼ばれる燃焼方式を採用していることだ。

この方式を噛み砕いていこう。

通常のロケットエンジンの中では、メインの燃焼室で大量の燃料を燃やす前に、別の小さな燃焼室で少量を予備燃焼させてポンプを回す仕組みになっている。

火を起こす場面で考える。

最初にマッチで小枝に火をつけ、
その火で薪に燃え移らせ、
最後に大きな焚き火にする

──これが段階的に火を育てていくプロセスだ。

ロケットエンジンも同じで、いきなりメインを点火するのではなく、小さな予備燃焼から段階的にメインへとつないでいる。

通常のエンジンは、この予備燃焼で燃料か酸化剤の片方だけを少し燃やす。

マッチで小枝の片方だけに火をつけて薪に渡すイメージだ。残りの片方はそのままメインに送られる。

これは構造がシンプルだが、効率が落ちる。

予備燃焼で使った分は、メインの推力には寄与しない。

フルフローステージドコンバスチョンは、

燃料と酸化剤の"両方"を予備燃焼にかけてから、メインの燃焼室に送り込む方式だ。

マッチで小枝にも薪にも火を通してから、両方を焚き火に投入する──

そんなイメージになる。

利点は下記だ:

• 燃焼効率が最も高い(理論的な効率の上限に最も近い)

• エンジン寿命が延びる

• 再点火が容易になる

この方式でまともに動く大型ロケットエンジンを、

人類史上で完成させたのは現時点でSpaceXのラプターだけだ。

ソ連が1960年代に試み、ロシアと米国が数十年にわたって研究してきたが、商業化したのはSpaceXが初めてとなる。

コストはどれだけ下がるのか

再利用の物理的困難を乗り越えると、打ち上げコストは劇的に下がる。

各ロケットの1kgあたり打ち上げコストを比較してみよう。

SpaceXのStarshipの目標値は、既存の使い捨てロケットの30分の1だ。

これが実現すると何が起きるか。

これまで「衛星は高価だから減らさざるを得ない」と設計されてきた全ての宇宙インフラが、「安いから大量に打ち上げる」という逆方向の発想で設計し直される。

Starshipが$200/kgを実現するかどうかは、宇宙産業の未来の形を決める分水嶺だ。

ここまでで、あなたは「Falcon 9だけが再利用できる物理的理由」を理解した。

• 空力加熱という壁(再突入時に機体表面が1,500〜2,000℃まで加熱される)

• エンジン制御という壁(推力40〜100%の自在な調整)

• ラプターという次の壁(フルフローステージドコンバスチョンという効率の良いエンジン)

ということは、Starshipが$200/kgの目標値を達成するかどうかを、あなたは自分で判断する手段を持ち始めた、ということだ。

「打ち上げコストは下がる」と書いてある記事は、世の中にあふれている。

だが──どこまで下がるか、そしてなぜそこが物理的限界か、を答えられる投資家はどれだけいるだろうか。

Starshipが$200/kgを実現できなかった場合、SpaceXの$1.5兆という評価額の"軌道データセンター"や"月面基地"の部分は、一気に絵空事になる。

逆にStarshipが実現した瞬間、三菱重工のH3($5,000/kg)、ArianeGroupのAriane 6($6,000/kg)、ULAのVulcan($7,000/kg)は、物理的にコスト競争力を失う。

この章のまとめ

次章では、軌道の物理に進む。

なぜStarlinkは低軌道(LEO)に数千機もの衛星を配置し、

従来の衛星放送は静止軌道(GEO)にたった1機の衛星を置くのか。

この違いは、電波の物理と軌道力学から自動的に導かれる。

そしてここから、衛星通信株の投資ポジションが見えてくる。

5合目の山小屋を数万個建てるStarlinkと、山頂の展望台1つに賭ける従来プレイヤー──両者の戦略を物理が分けている。

参考リンク
・SpaceX, “Falcon Payload User’s Guide”
https://www.spacex.com/assets/media/falcon-users-guide-2025-05-09.pdf

・SpaceX, “Starship”
https://www.spacex.com/vehicles/starship

・Reuters, “SpaceX spending on Starship tops $15 billion in rush to airline-like rocketry”
https://www.reuters.com/business/autos-transportation/spacex-spending-starship-tops-15-billion-rush-airline-like-rocketry-2026-05-01/

第2章 5合目の山小屋 vs 山頂の展望台──軌道の物理

軌道は"高さ"で性格が決まる

衛星は地球の周りを回っている。だが「どの高さで回るか」によって、衛星の性格はまったく変わる。

宇宙には、便宜的に3つの軌道帯がある。

それぞれの軌道に、それぞれの主要プレイヤーがいる。

なぜこの3つに分かれるのか。

なぜStarlinkはLEO(低軌道)で、衛星放送はGEO(静止軌道)なのか。

これは経営判断ではなく、物理が分けている。

■軌道の高さと速度のトレードオフ

衛星が軌道に乗っているとき、その速度と高さの間には、シンプルな関係がある。

軌道速度の式は次のとおり:

ここから読み取るべきはひとつだけ。

なぜそうなるか、直感で考えよう。

序章で、衛星が落ちないのは「横に速く走り続けているから」と説明した。重力で引っ張られるスピードと、横に進んで地球から遠ざかるスピードがちょうど釣り合う、その状態が"軌道に乗る"ということだった。

軌道が低いと、地球の重力が強く効く。だから速く横に走らないと、すぐ落ちる。

軌道が高いと、地球の重力が弱まる。だからゆっくり回っていても落ちない。

各軌道で"釣り合う速さ"を比較してみる

それぞれの軌道で、衛星が落ちずに釣り合いを取れる速さを並べてみよう。

ここで注目してほしいのは、GEO(静止軌道)の「24時間」だ。

地球の自転と完全に同期するため、地上から見ると衛星はずっと同じ場所に止まって見える。これが「静止軌道」と呼ばれる理由だ。

衛星放送のパラボラアンテナを思い出してほしい。あれは一度設置したら向きを変える必要がない。

なぜなら衛星が空に止まって見えるからだ。

これがGEO(静止軌道)の最大の利点になる。

実は、同じ"通信"でも、LEOとGEOで体験が全然う。

ひとことで言えば、
LEO(低軌道)は通信が速い。GEO(静止軌道)は通信が遅い。

高ければ高いほど、電波が届くまで時間がかかる

電波は光と同じ速度(秒速30万km)で進む。
これはとても速いが、瞬間移動ではない。電波も移動時間が必要だ。

地上から衛星に電波を送り、衛星から返事が来るまでの時間(往復時間)は、衛星の高さで決まる。

その差は約60倍。

0.24秒の遅延が、何を不可能にするか

LEO(低軌道)の0.004秒は、人間の感覚ではまったく気にならない。地上の光ファイバーで動画を見るのと同じ感覚で使える。Zoom会議もオンラインゲームも、普通にできる。

GEO(静止軌道)の0.24秒は、人間がはっきり感じる遅延だ。

あなたは海外旅行をしている家族と国際電話をしている。

「今日はエッフェル塔に行ってきたんだよ！」

あなたは答える。

「へー。いいね。エッフェル塔の下はどうなってるの？」

・・・

・・・

「いいでしょ！公園だったよ」

相手の返事が一拍遅れて返ってきて会話のリズムが崩れる──あれが0.24秒の遅延だ。

この遅延では、Zoom会議は会話が噛み合わない。オンラインゲームでは敵を撃てない。リアルタイム性が必要なサービスは、原理的に成立しない。

つまりこういうことだ。

「衛星から高速インターネット」を提供しようと思ったら、

LEO(低軌道)に行くしかない。

GEO(静止軌道)からは物理的に不可能。

これが、Starlink(LEO)と従来の衛星通信(GEO)を分けている根本的な理由だ。技術力でも経営戦略でもなく、電波が光速で進むという物理の制約が、勝手に決めている。

■なぜStarlinkは数千機も必要なのか

ここまでで「LEO(低軌道)は速い、GEO(静止軌道)は遅い」という違いがわかった。

ではなぜStarlinkは衛星を数千機も打ち上げているのに、
衛星放送のInmarsatやViasatは数機で済んでいるのか。

同じく衛星通信なのに、桁が違いすぎる。
これも軌道高度の物理から導かれる。

■理由1:LEOからは"地球の一部しか見えない"

衛星が地上のどれだけの範囲をカバーできるかは、衛星の高さで決まる。

GEO(静止軌道)の衛星は地球から十分離れているので、1機で地球の表面の約3分の1を見渡せる。

だから衛星放送やInmarsatのような全世界通信サービスは、3〜4機あれば地球全体をカバーできる。

LEO(低軌道)の衛星は、地球のすぐそばを飛んでいる。

1機でカバーできる範囲は地表のごく一部、半径数百kmの円にすぎない。

さらにLEO衛星は地上から見るとすごい速さで動いていく(95分で地球を1周してしまう)。

どこに住んでいても、いつでも頭上に衛星がいるようにするには

──地球全体に網を張るくらい大量に打ち上げるしかない。

これが、Starlinkが数千機(将来計画では数万機)を必要としている直接的な理由だ。

■理由2:同じLEOでも"通信の太さ"が違う

「LEOで全世界カバー」を実現している衛星通信会社は、Starlinkだけではない。Iridiumは、66機のLEO衛星で全世界をカバーしている。

なぜStarlinkは数千機で、Iridiumは66機で済むのか。

理由は提供しているサービスの種類が違うからだ。

Iridiumのサービスは音声通話と低速データ通信が中心だ。
船や航空機のための衛星電話、登山家の安否連絡、工場機器のデータ送信──こうした用途は、1ユーザーあたりの通信容量がそれほど大きくない。

だから1機の衛星で多くのユーザーをカバーでき、66機で世界が回る。

一方Starlinkは高速ブロードバンドインターネットを提供している。

1ユーザーあたり数十〜数百Mbpsの通信速度を出すには、1機の衛星では足りない。

ユーザーの真上に常に何機もの衛星がいて、複数で通信を分担する必要がある。

「66機で全世界の電話・低速通信」と「数千機で全世界の高速インターネット」は、要求される通信容量がそもそも違う。だから機数も桁違いに違う。

つまり、衛星通信の世界には3つのカテゴリーがあることになる。

この3つの違いはすべて、軌道の高さと1機あたりの通信容量という2つの制約から導かれている。

■高い軌道ほど、電波が"小さく弱く"地上に届く

LEO(低軌道)とGEO(静止軌道)には電波の強さという違いもある。

電波は遠くまで進むほど、弱くなる。

街中で誰かが叫んでいる声を想像してほしい。

すぐ隣にいれば耳が痛いほど大きいが、100m離れると小さくなり、1km離れるとほとんど聞こえない。

電波もこれと同じだ。

GEO(静止軌道)はLEO(低軌道)よりはるかに遠い。だから地上に届く電波もずっと弱くなる。

これがGEO衛星放送に「家の屋根にパラボラアンテナを設置する」必要があり、

Starlinkにはピザ箱サイズのフラットアンテナで済む理由だ。

弱い電波を聞き取るには大きな耳(=大きなパラボラアンテナ)が必要だが、強い電波なら小さな耳で十分。それだけのことだ。

■レーザーで衛星同士をつなぐ──Starlinkの隠れた優位性

Starlinkにはもう1つ、競合と決定的に違う技術がある。

衛星間レーザーリンクだ。

通常の衛星通信は、こうやって動いている。

電波は「地上→衛星→地上」を1組として動く。

だから、地上にゲートウェイ局が必要だし、海の真ん中や砂漠の真ん中ではサービスが提供しにくい。

ところがStarlinkは、衛星同士をレーザーで直接つなぐ機能を搭載している。

これにより、衛星通信間を地上のゲートウェイ局を経由せずに、宇宙空間だけで世界中をデータが移動できる。

これにより下記のメリットを享受できる。

ではなぜStarlink以外これを実現できないのか？
難しさは3つある。

1. 動いている相手に光を当て続ける難しさ

レーザーは光線だ。電波と違って一直線にしか飛ばない。そのレーザーで、数千km先を秒速7.6kmで飛んでいる別の衛星に光を当て続けないといけない。

例えるなら、

東京の屋上から、大阪を歩いている人に、レーザーポインターの光を当て続けるようなものだ。

しかも双方の位置はミリ秒単位で変わり続けている。

これを実現するには、極めて精密な角度制御の機構(光学系を高速で動かして方向を合わせ続ける装置)と、衛星同士の位置を常に把握する高度なソフトウェアが必要になる。

2. 数千機規模で動かすコストの壁

レーザー通信装置は1機あたり、かなり高価になる。数機なら手作りで作れても、数千機の衛星すべてに搭載するには、量産技術が必要だ。

Starlinkは衛星を社内で量産している(週に十数機ペース)。

レーザー通信装置も内製化することで、量産コストを劇的に下げてきた。

これは外部から部品を買って衛星を作る他社には真似しにくい。

3. ネットワークとして"網目"を組まないと意味がない

衛星1機にレーザー通信装置をつけても意味がない。

周囲の数機の衛星と同時にレーザーでつながり、データを"網目状"に流せるようにして、初めて宇宙空間ネットワークとして機能する。

そのためには、ある程度の数の衛星が同時に空に上がっている必要がある。

そもそも数千機を打ち上げる能力

(=安い再利用ロケットを持っていること)がないと、
レーザー通信網は構築できない。

これがSpaceXの強みだ。
自社で安く打ち上げ → 衛星を大量配備 → レーザー網を組めるという連鎖が、他社にはない構造的な優位を生んでいる。

OneWebは未実装、Iridiumは古い世代の方式で帯域が狭い。
AmazonのProject Kuiperは計画はあるが、これからだ。

ロケット・衛星量産・レーザー通信を全部内製している企業は、現時点でSpaceX以外に存在しない。

衛星間レーザー通信に必要な精密な半導体レーザーとビームを正確に向ける光学系関しては、
日本企業の名前が出てくる。

詳細は第5章で扱う。

■"軌道のゴミ"という新しいリスク──ケスラーシンドローム

LEO(低軌道)に数万機の衛星を打ち上げる時代には、新しい物理的リスクが生まれる。

衛星は永遠に飛び続けるわけではない。寿命が尽きた衛星、衝突して壊れた衛星、打ち上げロケットの残骸などが、

軌道上にゴミ(スペースデブリ)として残り続ける。

問題は、デブリの衝突だ。

LEOの衛星は秒速7.6km(時速27,000km)で飛んでいる。

この速度で1cmのネジが衛星にぶつかると、

ライフル弾と同じくらいの破壊力になる。

1機の衛星が壊れると、破片が数百〜数千個できる。

その破片が他の衛星にぶつかると、また数百〜数千個の破片ができる。

連鎖的にデブリが増え、最終的にLEOが使い物にならなくなる──これをケスラーシンドロームという(NASAの研究者ドナルド・ケスラーが1978年に予測した)。

これが現実化すると、Starlinkも、ISSも、地球観測衛星も、すべて運用不能になる。

つまり、デブリ除去は宇宙ビジネスの未来において、不可避の必須インフラになる。

ここで日本のスタートアップが登場する。
同社はデブリ除去衛星の開発・運用で世界の最前線にいる。詳細は第7章で扱う。

この章のまとめ

■ここまでで、あなたが手にした"宇宙の2つの武器"

第1章と第2章で、あなたは宇宙産業を読み解くための2つの物理を手に入れた。

ここまででもう、あなたは宇宙関連のニュースを、
他の投資家とは違う目で読めるようになった。

「Starlinkは打ち上げが多すぎる」という批判記事を見ても、それが物理を知らない人の言葉だと判別できる。
「Starshipの$200/kgは妄想だ」という否定意見を見ても、それを評価する物理の枠組みを持っている。

だが──ここから先には、SpaceX IPO $1.5兆を評価する上で最も重要な物理が、まだ手つかずで残っている。

次の問いに答えられるだろうか？

ここから有料パートで扱うのは、こんな問いだ。

「イーロン・マスクが語る"軌道データセンター(ODC)"は、夢か現実か？」

「SpaceX ができることは何で、SpaceXができない領域は何か?」

「核融合と宇宙の両方を貫く、米国の意外な企業とは?」

これらの問いの答えは、ここから先の章で明らかにする。

ここまでで、あなたは宇宙の物理の入り口を理解した。
だがここから先を読まない場合、
手元に残るのは「SpaceXが上場する」というニュース見出しだけだ。

SpaceXのIPO価格がいくらでも、
それが"高い"か"安い"か判断する根拠がまだない。

あなたはまだ、メディアが切り取る『宇宙株ブーム』の表面で踊らされますか？

この記事の先にあるのは、宇宙関連企業の構造を根本から理解し、

自ら未来を読み解く力です。

※本記事は買い切りバイブルです

SpaceXのIPO進捗、Starshipの実用化、軌道データセンター(ODC)構想の具体化、月面・火星経済の動向──これらの動きがあれば、内容をリライト・追記していきます。
一度購入すれば、「宇宙×物理×投資」の最新分析に継続アクセスできます。

有料記事では「1テーマを買う」をコンセプトに 圧倒的な情報量と、
わかりやすい身近な例えと図解で
1テーマを物理→参入障壁→サプライチェーンまで
一気通貫で説明しています。

状況変化があった場合はリライトもするので、 1テーマのバイブルとして、お使いいただけて非常にお得です。

テーマ: 🦾🦾フィジカルAI🦾🦾

テーマ: ⚡⚡EUV⚡⚡

テーマ: 🔥🔥核融合🔥🔥

テーマ: 次世代AI

参考リンク
・Starlink, “Technology”
https://www.starlink.com/technology

・Thales, “Iridium NEXT constellation”
https://www.thalesgroup.com/en/news-centre/press-releases/iridiumr-next-constellation-built-thales-alenia-space-now-completely

・Reuters, “SpaceX says it plans to sell satellite laser links commercially”
https://www.reuters.com/technology/space/spacex-says-plans-sell-satellite-laser-links-commercially-2024-03-19/