パンデミックは、宇宙インターネットレースを加速する

米国および世界の広大な地域では、信頼できるインターネットアクセスがない人々が何百万人といる。 これらの未接続の人々は、アメリカの田舎やニュージーランド、サハラ砂漠以南のアフリカなど、遠く離れた場所だけにいるわけではありません。 都心に密集して暮らしながら、安価なブロードバンドへのアクセスが限られている人々も大勢います。 Covid-19 の大流行により、すべての人が接続できるようにするという課題に新たな緊急性が生まれました。Google や Facebook といった企業が問題解決のために突飛なアイデアを出す一方で、最も有望なインターネット テクノロジーは、すでに実証済みのものでもあります：衛星ブロードバンドです。 ワシントンDCで開催された衛星会議で、マスク氏は、スターリンク衛星のコンステレーションが、地球低軌道に入ったときに「点滅」する様子を説明しました。 151>

4G や 5G の携帯電話ネットワークはもちろん、DSL やケーブル、ファイバーなどの既存技術の改善と組み合わせることで、未来型衛星ブロードバンドは、米国やその他の地域におけるデジタル格差の解消につながるでしょう。 151>

Musk の新しい衛星は 9 月初旬にオンラインになり、ベータ テスト参加者に地上波ブロードバンドに匹敵するダウンロード速度を提供しています。 SpaceX 社は、過去 16 か月の間に 700 個の Starlink 衛星を軌道に乗せ、今後数年間でさらに 3 万個を提供する計画を持っています。 衛星の数が増えれば、帯域幅が広がり、速度も速くなる。最終的には、地球低軌道の衛星コンステレーションによって、米国全土に高速インターネットを提供できるようになるとSpaceXは述べている。 Amazon、Facebook、そしていくつかの新興企業も、近年同様の約束をしています。

衛星を使ったインターネットサービスのコンセプトは、実は何十年も前からあるものです。 しかし、SpaceX 社などによって開発されている革新的な低地球軌道衛星技術は、まだ接続されていない場所での遠隔医療から遠隔学習まで、変革とは言わないまでも、不可欠なものになる可能性があります。 AmazonがAmazon Web Services（AWS）事業を強化するために衛星ブロードバンドを利用したり、Facebookがより多くの人々が同社のプラットフォームを利用できるようにするために衛星ブロードバンドを利用することが想像されます。 また、Musk 氏が思い通りにやれば、彼の Starlink コンステレーションは何十億ドルもの利益を生み出し、彼の火星植民地化ミッションの資金になるでしょう。

この話はすべて未来的に聞こえますが、衛星ブロードバンドはすでに非常に現実のものとなっています。 実際、飛行機やクルーズ船で無線LANに接続したことがあるなら、おそらく使ったことがあるはずです。 基本的な考え方は、ゲートウェイと呼ばれるインターネットに接続された地上局が、衛星にデータを送信し、衛星が地上、あるいは船や飛行機のアンテナにそのデータを中継するというものだ

この技術的偉業の問題は、すべてが非常に高価だということだ。 衛星を宇宙に打ち上げるには何億ドルもかかりますし、規制のハードルを越えるために何が必要かも考慮されていません。 過去20年間、多くの企業がこのビジネスモデルに挑戦し、失敗してきました。 しかし、むしろ突然、宇宙インターネットゲームは変化しました。

「Covid-19危機は、衛星技術への注目と投資を著しく加速しました」と、ニューヨーク工科大学の工学・計算科学部長のババク・ベヘシュティ氏は、Recodeに語っています。 Beheshti氏は、打ち上げの数は昨年から今年にかけて10倍に増えたと付け加えた。 「なぜかというと、学校や地方自治体などが、本当にインフラが整っていない地域で、突然ブロードバンド・インターネットアクセスを必要としたからです」

これは、衛星ブロードバンドがついにデジタルデバイドを解決する途についたという証拠のように聞こえるかもしれないが、状況はまだ微妙だ。 SpaceX 社が Starlink 衛星を打ち上げ始めた頃、Amazon 社は 7 月に連邦通信委員会 (FCC) から、Project Kuiper と呼ばれる独自の衛星群用に 3,236 個の地球低軌道衛星を打ち上げる承認を得ています。 一方、衛星ブロードバンド業界を長年リードしてきたViasat社は、需要に追いつくほど速く新しい衛星を空に打ち上げることができないようです。 また、連邦政府は、アメリカの地方にブロードバンドを導入する企業に対して、何十億ドルもの補助金を出すことを約束しています。

Satellite Broadband, briefly explained

Satellite Broadband is exactly what it sounds like: broadband internet access delivered via satellite. 基本的な考え方は、90年代後半の衛星テレビの全盛期からあまり変わっていません。当時、企業はHBO信号を受信するのと同じアンテナにインターネット接続をビームし、ダイヤルアップより高速でしたが、今日のブロードバンドよりはまだ遅かったのです。 その主な違いは、衛星がどの程度の高さを周回しているかということです。 地球表面の固定された場所から約22,000マイル上空を周回する静止衛星は、Viasatなどの企業がブロードバンド接続に使用している古い技術である。 151>

次に、低地球軌道衛星があります。これは、地球上空300～1,200マイルの間を周回する、数百、数千の小型衛星で構成されています。

地球同期衛星は、より成熟した、より実績のある技術です。 Viasatと、DirecTVの元親会社であるHughesという会社は、何十年も前から存在しています。 (DirecTVは実際に90年代後半にDirecPCと呼ばれる衛星インターネットサービスを提供するためにそのアンテナやインフラを使用していました。)

Viasat とHughesは、現在アメリカの遠隔地で衛星ブロードバンドを提供している可能性が最も高い2社でもあります。 地上波のブロードバンドの選択肢がないニューハンプシャーの荒野に住んでいる人なら、既存の銅電話線で動作する DSL のバージョンを入手できますが、これは基本的にダイヤルアップと同じくらい低速です。 あるいは、Viasat社やHughes社の静止衛星ブロードバンドを契約すれば、基本的なブロードバンドと同等の速度（毎秒約25メガビット）を得ることができます。 151>

信頼性の高い衛星通信システムですが、いくつかの問題があります。 主なものは遅延です。 衛星は地球の表面から何千マイルも上にあるので、データが移動するのに時間がかかり、送信と受信の間にわずかな遅れが生じる可能性があります。 ウェブ閲覧だけなら問題ないでしょう。 しかし、ゲームのストリーミングやビデオ通話など、私たちがかつてないほど頻繁に行っていることを考えると、これは大きな問題です。 スタジオでアンカーが質問してからイヤホンでそれを聞くまで、信号が通信衛星まで伝わり、地上に戻ってくるので、半拍待たなければならない遠隔地のテレビニュース特派員について考えてみてください。 衛星が地上に近いので、データはそれほど遠くまで移動する必要がありません。 マスク氏によると、地上から約340マイルの軌道を周回するスペースX社のスターリンク衛星は、低遅延を実現し、遅延のリスクを軽減することができるそうです。 ところで、この遅延の問題は、FCCと、何十億ドルもの補助金を配るというその決定にとって、大きな問題である。 151>

それでもなお、新しく設計された低地球軌道衛星がどれほど速く、信頼できるものであるかについては、他にも答えのない疑問が残っています。 地球低軌道衛星は、一か所の上空に固定されている静止衛星とは異なり、90分から120分ごとに地球を周回します。 お互いにつながり続けることで、地上局やエンドユーザーとつながるようになっているのですが、この連鎖が切れてしまうと、接続が途切れてしまうのです。 また、これらの衛星群は、何千もの比較的小さな衛星（Starlink衛星の重量は600ポンド以下）で構成されているため、何度も打ち上げる必要があり、コストがかかります。

「衛星が増えるにつれ、ネットワークのアーキテクチャが最適化されます」と、Bryce Space and Technology社の分析責任者Manny Shar氏は説明しています。 「今後数年間で、本当に限られた能力しかなく、それを改善するための競争も限られている地方において、適切な改善を見ることができるはずです。 少なくとも、地方のユーザーが利用できる代替オプションは存在するはずです。 たとえば、米国の多くの地域では、電話線のおかげで低速の DSL 接続にアクセスできますが、そのインフラのアップグレードには非常にコストがかかるため、その地域にサービスを提供する電気通信会社にはそのインセンティブがほとんどないことが多いのです。 151>

5G のような新しいテクノロジーは、表向きは遠隔地により速い携帯電話速度をもたらしますが、やはり、そのインフラを構築するには時間とコストがかかります。 一方、衛星ブロードバンドは、高速で信頼性が高く、潜在的に安価なインターネット アクセスを地球上のほぼすべての場所に転送することができます。 これも時間とお金がかかりますが、2020年のパンデミックは、この技術へのあらゆる投資を呼び起こし、より多くの衛星が打ち上げられることを意味しています。 前者は完璧ではないにせよ、すでに実現可能である。 後者は、未達成ではあるが、将来性がある。

The slow march of progress

衛星ベースのブロードバンドの将来は、誰が最小限の費用で最大の帯域幅を宇宙で得られるかに大きく左右されます。 個々の衛星は、設計上、提供できる帯域幅が限られているため、企業は、SpaceX社のように一度にたくさんの衛星を作って打ち上げるか、技術的な改良に投資して数年ごとに新しい衛星を打ち上げるかのどちらかです。 これはViasat社の戦略で、同社は来年Viasat 3という新しい衛星を打ち上げる予定ですが、これによりネットワークが大幅に改善されると期待されています。

特にSpaceXのように自社でロケットを所有している企業であれば、時間をかけてたくさんの小型衛星を打ち上げることの魅力がわかると思います。 AmazonとそのプロジェクトKuiperは、同様に、ロケット船メーカーBlue Originも所有するJeff Bezosによって所有されているという利点があります。 しかし、Blue OriginがProject Kuiperにどのように関わるかは不明です。 実際、Amazon は、地球低軌道衛星を通じて手頃な価格の高速・低遅延インターネット・サービスを提供する計画であること以外、このプロジェクトについてほとんど明らかにしていません。

FCC による最初の Project Kuiper の打ち上げ承認後の声明で、Amazon 上級副社長の Dave Limp は、「ブロードバンド接続が信頼できない場所やまったくない場所はまだあまりにもたくさんある」と述べています。 「私たちの100億ドルの投資は、このギャップを埋めるのに役立つ雇用とインフラを米国中に作り出すでしょう」

地方で個人顧客に手頃な衛星ブロードバンドを販売しても、必要な衛星を宇宙に送るのに十分な収益を上げることはできません。 繰り返しになりますが、1回の打ち上げには数億ドルかかり、個人世帯に月40ドルのサービスを販売しても、立ち上げコストをカバーすることはできないのです。 それでも、インターネット接続を必要とするすべての人がその費用を負担できるわけではありません。 この経済的な課題が、地球上のすべての人に衛星ベースのインターネットを提供するという夢、あるいはその他の信頼性の高い高速インターネットがなかなか実現しない理由の一部です

衛星ブロードバンド・ネットワークの構築に成功した企業が、さまざまな角度からこの課題に取り組んでいるのもこのためです。 たとえば、Viasat は何年もかけて企業向けビジネスを構築し、軍や政府に帯域幅を販売し、もちろん飛行機で無線 LAN を利用できるようにしました。 現在、同社によると、消費者市場からの需要は増加傾向にあり、パンデミックの発生以来、単純に爆発的に増加しています。 また、その需要は必ずしも最も離れた地域から来るわけではありません。

Viasat CEO の Mark Dankberg は、「需要の多くは主要な都市部の周辺にある傾向があることが判明しました」と述べています。 「中西部や南東部など、最も需要の高い市場では、2年間も帯域不足が続いています。 だから、次の衛星を手に入れるまで、これ以上顧客を増やすことはできないのです。 Dankberg 氏は、Viasat は、より高速で低遅延の接続のために、既存の静止衛星を自社の低地球軌道衛星や携帯電話ネットワークと接続する技術を開発中だと付け加えました。 都心や郊外でさえ、高速インターネット アクセスを提供するインフラが存在しないか、多くの人々にとって高すぎて手が出せないのです。 このことは、宇宙インターネットなどの新しい選択肢が、既存の地上インフラを拡張するよりも早く、何百万人ものアメリカ人をつなぐことができることを意味します。 奇しくも、パンデミックによって国が封鎖されたのと時を同じくして、FCC は地方におけるデジタル・オポチュニティ基金を立ち上げ、地方におけるインターネット・アクセスを拡大する電気通信事業者に最大 160 億ドルを提供する予定です。 SpaceX社は資金提供を申請していますが、資金を得るためには、同社のサービスが同機関が要求する低遅延と高速性を提供していることを証明する必要があります。 151>

繰り返しになりますが、政府からの資金提供がない場合、SpaceX や Amazon のような企業は、衛星ブロードバンド業界をリードするユニークな立場にあります。 スペースXは、地球低軌道に衛星を送り込むという点で主導的な立場にある。 また、アマゾンが独自の衛星ブロードバンドネットワークを所有することのメリットも明らかなようです。 Project Kuiper がオンラインになると、同社の AWS ビジネスに直接的な恩恵をもたらす可能性があります。

「Amazon は基本的に、事実上、収益ストリームのためのポンプを実際に起動するための最大の顧客となるでしょう」と、電気電子技術者協会のシニアメンバーでもある Beheshti 氏は述べています。 「そして、明らかに、追加の収入源は、家庭の個人消費者から来るでしょう。」

衛星ベースのインターネットサービスの利点は、何年も前から明らかでした。 しかし、何年もの間、企業はこれらの野望を現実に会わせるのに苦労してきた。 それは、試行錯誤がなかったからではなく、創造的なアプローチも試みたからです。 アルファベットは、約10年前にグーグルの実験として始まった「Loon」と呼ばれるプロジェクトを追求し続けている。 ルーンでは、高高度の気球を使って、インターネットアクセスを地方に転送します。 ハリケーン・マリアの後にプエルトリコに配備された後、Loon 気球の一団は 7 月にケニアで数百万人にサービスを提供し始め、この技術の最初の商業的応用となりました。 地球全体をつなぐことを目的としたInternet.orgと呼ばれるその構想は、2016年にサハラ以南のアフリカにインターネットアクセスを届けるために設計された衛星を積んだSpaceXのロケットが発射台で爆発し、大きな挫折を味わいました。 また、太陽電池を搭載したドローンを6万フィート上空に飛ばし、地方をつなぐという「プロジェクト・アキラ」もあった。 同社は2018年にこのプロジェクトを放棄した

フェイスブックやグーグルなどの大手インターネット企業も、高尚な接続プロジェクトに対する反発に直面してきた。 LoonやInternet.orgのようなプロジェクトは、公益に資する慈善事業と称されていますが、批評家は、ネット中立性の原則に違反し、公共の利益ではなく、企業の最善の利益に資する立場にあると述べています。 結局のところ、Facebook や Google による無料または低コストのインターネット・サービスは、単に何十億もの人々を Facebook や Google の製品やサービスに誘導し、私たちが知っているようにインターネットをバルカン化させる可能性があります

これらの取り組みすべてにおいて、今後さらに失敗や、おそらくさらなる反発が起こるに違いありません。 イーロン・マスクが掲げる、地球上のすべての人に高速ブロードバンドを提供するという目標は、高邁なものである。 しかし、技術的には可能であることもわかっています。 5Gのような有望な技術が次々と開発される一方で、高価なため、多くの賢い人たちがその費用をどうするか考えています。 しかし、インターネット・サービス・ビジネスにこれほど大きな混乱を引き起こすとしたら、パンデミックがその動機となるはずです。 私たちは、かつてこれほどまでに接続性に依存したことはありませんでした。 151>

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