出典：中国無線電管理
著者：劉明星、趙哲、張寧
まず、我が国の最初の愛好家向け衛星を紹介した後、本稿では、我が国で行われている愛好家向け衛星活動を詳しく分析し、その管理方法について整理します。最後に、愛好家向け衛星の発展について考察します。
1. 日本初の愛好家向け衛星
我が国の自主的なアマチュア衛星の開発の最初のアイデアは1998年に遡りますが、進捗は遅れていました。2005年、中国航天科技集団第5研究院（中国宇宙技術研究院）の退職した専門家から提案を受け、「研究院が提唱する公益小衛星計画」と組み合わせることで、我が国のアマチュア衛星開発計画を再開し、「CAS-1」と命名しました。2006年には、衛星のデザイン・製作が完了しました。
2007年、アマチュア衛星計画と公益小衛星計画の連携というアイデアは、中国航天科技集団、中国科学技術協会、中国宇宙学会、および北京オリンピック組織委員会によって承認され、各機関が正式に「希望号1」プロジェクトを開始しました。これは、我国初のアマチュア無線衛星であり、我国初の科普衛星です。「希望号1」は2009年12月15日に太原衛星発射センターから「長征2号丙」ロケットで打ち上げられ、「一箭双星」（一度の打ち上げで2つの衛星を打ち上げる）に成功しました。
図1：希望-1 号衛星の構造図
2009年12月19日、AMSATは「希望号」をアマチュア無線衛星第68番、「HO-68」として認定しました。「HO」は「希望」の英語表記である「HOPE」の最初の文字、「O」は国際的に使用されるアマチュア無線衛星の通称「OSCAR」の最初の文字です。これは、我が国の衛星が初めて国際的なアマチュア無線界から番号を付与されたことを意味します。
表1：我が国の最初のアマチュア衛星の技術パラメータ
衛星名
希望一号 （XW-1/CAS-1）
国際識別番号
HO-68
衛星の形状
八角形の柱状構造。質量は約60kg、本体の高さが480mm、外径が680mmです。
アマチュア向けの衛星搭載物
1台のアマチュア無線用測位送信機と、3台のアマチュア無線用通信リピーター。
電源システム
この衛星は、被動的な熱制御システムを採用しています。 砒化ガリ太陽電池アレイとリチウムイオンバッテリーを組み合わせた電源を使用しています。
其他载荷
この衛星には、小型のカラーCMOSカメラと、青少年のための科学実験装置も搭載されています。
運用周波数
この測位送信機は、UHF帯で使用され、送信周波数は435.790MHzで、RF出力電力は約200mWです。
運用モード
3つのリピーターは、それぞれ周波数再送モード、線形再送モード、およびデータ格納再送モードで動作します。
軌道パラメータ
軌道高度が1200km、傾角が105度、公転周期が109分の太陽同期軌道。
変調方法
変調・キャリア信号、同幅度伝送、AFSKなどの方式、および国際規格のモールス符号送信など。
「希望1号」衛星の遠方測量信号は、毎回1つのデータフレームを送信し、送信時間は約40秒で停止してから10秒間隔で次のデータフレームを送信するというサイクルを繰り返します。各データフレームの遠方測量データは、衛星上のマイクロプロセッサによってリアルタイムで更新されます。「希望1号」衛星には現在1つの送信機しか搭載されていませんが、その優れた設計と安定した性能により、アマチュア衛星としては非常に長寿命であり、現在も軌道上での運用を続けています。
「希望一号」衛星の遠隔測量送信タイミングは以下の通りです。
図2 希望一号衛星の送信タイミング図
図3 希望1号衛星の軌道
言い換えれば、我が国のアマチュア衛星計画は比較的遅く始まったものの、当初から国家からの強力な支援を得ており、これが我が国のアマチュア衛星展開の特徴となっています。具体的には、関連省庁が主導し、各種公益団体や研究機関、大学などが大力に支援しており、その後の関連衛星については、次の記事で詳細にご紹介します。
2. 中国で行われているアマチュア衛星活動
我が国のアマチュア衛星愛好家は、海外の愛好家との交流と並行して、独自の活動も展開しています。具体的には、以下の様な活動を行っています。
1. 小中学校における科学教育の推進
2. 若者による宇宙機開発への参加を奨励
3. 国家関連機関による科普実験施設の建設
（1）全国規模での競技会を実施
国家体育総局が、教育省、中国科学協会、共青団中央などの関連部署と連携し、長年にわたり「全国青少年アマチュア無線衛星通信競技大会」および関連するアマチュア無線活動を継続的に実施しています。
図4 青少年がアマチュア衛星通信競技に参加
青少年向けの衛星通信関連の活動は、主に衛星通信アンテナの製作と、衛星シンボル受信という2つの部分で構成されます。アンテナ製作コンテストでは、参加者は指定された時間内に、定められた設計に基づいて、VHF/UHF双波長の手持ち型アマチュア無線衛星通信八木アンテナを自社で製作・調整し、その結果を文書として提出します。衛星シンボル受信コンテストでは、参加者は自作のアンテナ、自前の受信機および関連機器を使用して、指定された時間と場所に装置を設置し、手持ちのアンテナを用いて、特定のアマチュア無線衛星からのシンバル信号を受信します。これらのアマチュア無線衛星通信関連のコンテストを通じて、日本の青少年は宇宙探査の魅力を体験することができ、近年開催されている衛星アマチュア関連の競技会は、北陸、華東、華南など、広範囲にわたっています。詳細は以下の表を参照してください。
表2：全国青少年アマチュア無線衛星通信競技大会の開催場所
開催日時
開催場所
2010年
広東省 珠海市
2011年
安徽省 合肥市
中国人民解放軍陸軍軍官学院
2012年
広東省、広州市
…
…
2017年
北京市 朝陽区
2018年
江蘇省、鎮江市
2020年
河北省 保定市
過去の参加者の状況をみると、小学生から高校生まで幅広い年齢層が参加しており、子どもたちは、競技前のトレーニングや競技を通じて、アマチュア無線、天文学、物理学、宇宙技術などの知識を習得するとともに、実践的な活動を通して、教科書以外の知識も学ぶことができました。子どもたちは、製作や通信を通じて学習の楽しさを体験し、同時に探求心を養い、競技と科学体験を組み合わせることで、我が国の衛星アマチュア無線通信ならではの魅力を発揮しています。
衛星のハム無線信号は、当初、地上でのハム愛好家が衛星を追跡するために使用されていました。次に、衛星信号には通常、衛星の状態を示すテレメトリデータが含まれており、ハム愛好家はテレメトリデータを解読することで、衛星の状態を確認することができます。2010年と2011年に開催された第1回および第2回の全国青少年ハム無線衛星通信大会では、我が国の最初のハム衛星HO-68（XW-1）が使用されました。
（2）青少年向け科学啓発活動
2016年11月10日午前7時42分、中国初の高校生が開発に関与した科普衛星「豊台少年一号」および「少年夢一号」が、酒泉衛星発射基地で長征11号ロケットに搭載され、成功に打ち上げられた。これにより、中国はアメリカ、ロシア、フランス、日本、インドに次いで、青少年が開発に関与し、無事軌道に乗ることに成功した第6の国となった。これは、北京市豊台区が中小学生向けの科学教育を推進し、青少年の科学的知識を高めるために、各方面のリソースを集めて設立された錢學森青少年宇宙科学院による、重要な成果である。
2011年には、北京市豊台区が中国運載ロケット技術研究所など、院士や著名専門家の協力を得て、「錢學森青少年宇宙科学院」を設立し、「青少年小型衛星計画」プロジェクトを開始しました。小型衛星の打ち上げ・運用は、この機関における重要な取り組みであり、最初の小型衛星の試作品は、2012年に北京市十二中錢學森航天実験班の生徒によって開発されました。
図5：北京市豊台区の中学校における科学技術科目の開始式
「豊台少年一号」および「少年夢一号」は、高さ10cm、幅10cm、奥行き20cmで、重さは1.87kgです。本体の色は黒色です。この衛星は、錢學森青少年航天科学院が開発した第三の青少年衛星であり、主に錢學森青少年航天科学院による中学生向けの天地通実験に使用されます。小衛星が打ち上げられた後、世界中の無線愛好家は衛星からの信号を受信し、音声情報を聞くことができます。
図6 青少年の「豊台少年第一号」衛星開発への参加
北京十二中、北京十八中、北京市航天中学から6名の生徒が、専門家である龚万骢（BAIDU）先生の指導のもと、この小型衛星の研究プロジェクトに参加しました。彼らは週末や休日を利用し、衛星構造、星箭分離、衛星電源技術、星地無線通信、衛星発射場の雷電調査・対策、衛星軌道の分析・計算、宇宙環境が食用菌に与える影響など、7つのテーマについて体系的に学習しました。また、衛星開発、星箭マッチング、衛星テストにも参加し、最終的に11月10日に無事打ち上げ成功しました。
「小型衛星計画」は、青少年が衛星の打ち上げに関わる開発に参加し、中学生が衛星のデザインや製作プロセスに参加することを目的としています。これにより、生徒の科学的な知識を大幅に向上させ、生徒の科学探究能力を効果的に育成することができます。研究が進むにつれて、中国運搬ロケット技術研究院は、この小型衛星計画をシリーズ化することで合意しました。「豊台少年2号」小型衛星の機能はさらに強化され、軌道上で2年間稼働することが可能になります。
（3）科学啓蒙施設の建設
アマチュア無線愛好家は独自のコミュニティを持ち、独自の活動方法や手段を持っています。また、若者向けの活動組織も存在しますが、これらの活動には固定された時間や場所がなく、関連性もありません。国家無線電監視センターは、無線電管理技術機関として、下位の北京東方波泰無線電周波数技術研究所に、アマチュア無線に関する啓蒙・研究拠点を特別に設立しました。
図7 研究機関におけるアマチュア無線啓蒙基地
国家無線電監視センターの技術サポートのもと、2020年11月に試験運用を開始したアマチュア無線科普研究基地は、今後、無線通信技術や天文学など幅広い分野における科学普及においてより大きな役割を果たすとともに、科普を通じて一般の人々の科学への関心を喚起し、科学理解、科学愛着、科学探究を促進することで、研究人材の育成に貢献し、科学技術立国の建設を支援する。
3. 中国におけるアマチュア衛星の管理
（1）我が国のアマチュア衛星組織
1969年、アメリカの非営利無線電衛星組織（AMSAT-NA）がワシントン特別区に設立された。国際的には、イギリスのAMSAT-UK、ドイツのAMSAT-DL、ブラジルのBRAMSAT、アルゼンチンのAMSAT-LUなど、多くの国で独自の非営利衛星組織が存在する。また、日本でもCAMSATという同様の組織が設立され、各国の非営利衛星組織は独立して運営されている一方で、大規模プロジェクトにおいて広範な協力を行っている。例えば、初期のアメリカやオーストラリア、日本、ヨーロッパの愛好家たちが共同で非営利衛星通信活動を推進し、それが無線通信の一形態として発展した。
アマチュア衛星の打ち上げと運用は、我が国の宇宙機関（国家宇宙局）によって承認されます。無線周波数および軌道資源の承認は、関連する機関（工業・情報通信部）によって行われます。アマチュア無線活動の影響範囲を拡大するため、中国無線電協会の下にアマチュア無線分会が設立され、アマチュア衛星の運用と活動は、中国無線電協会の分会のもとで実施されています。
（2）我が国のアマチュア衛星管理
「無線電規則」および「中華人民共和国無線電周波数区分規定」において、アマチュア無線に関連する活動について明確な定義が設けられています。「アマチュア無線」とは、無線愛好家による自己訓練、相互通信、および技術研究のための無線通信事業を指します。アマチュア無線愛好家とは、正式に承認された、無線技術に関心のある個人であり、その関心は純粋な個人的な趣味であり、利益を得ることを目的としていません。衛星アマチュア無線とは、「地球上の人工衛星上に設置された空間電波局」を利用して、上記のアマチュア無線と同様の目的のための無線通信事業を行うことを指します。
アマチュア無線局の管理については、我が国では2012年に「アマチュア無線局管理辦法」が施行されました。この辦法は、アマチュア無線局の設定承認、アマチュア無線局の使用、アマチュア無線局のコールサインなどについて規定しており、申請書とコールサインの説明も付属しています。管理办法の第28条（1）項において、アマチュア無線局を利用して商業活動や利益を得る目的の活動を行うことは明確に禁止されています。
衛星アマチュア事業の実施にあたっては、必ずその公益性を確保し、愛好家や若者たちが恩恵を受けられるようにする必要があります。また、宇宙探査を一般の人々にもたらし、科学技術の革新と実践が、私たちを星への道を切り開く原動力となることを目指すべきです。
4. 趣味用衛星の将来展望
1961年に最初のアマチュア無線衛星「OSCAR-1」が打ち上げされて以来、アマチュア衛星は世界中の多くのアマチュア愛好家の注目を集めています。アマチュア無線愛好家は、これらの衛星を利用して通信や実験を行い、災害時の重要な場面で貴重な救助信号を発信することもあります。アマチュア無線衛星による通信は、現在最もシンプルで安価かつ、衛星通信のプロセスを明確に体験できる有効な手段です。
OSCAR-1の成功は、アマチュア無線愛好家が、信頼性の高い人工地球衛星を設計・製造し、宇宙機関との技術的な連携を行うこと、人工地球衛星の追跡と関連する科学・工学データの処理能力を持っていることを明確に示しています。
近年、衛星の商業モデルと小型衛星製造産業の成熟に伴い、小型衛星は急激な発展を遂げ、様々な分野で活用されている。具体的には、新技術の検証、科学実験、科普教育、地表観測、通信などの分野での利用が進んでいる。しかし、同時に、一部の衛星運用者が、アマチュア衛星を商業目的で使用し、業界に悪影響を与えたり、国際的な紛争を引き起こしたりする事例も発生している。今後のアマチュア衛星は、以下のような発展傾向を示すと予想される。
（2） 衛星プラットフォームの多様性: 趣味用の衛星は、小型化に向かって発展する一方で、さまざまな形態が登場します。単独の専用趣味用衛星プラットフォームだけでなく、通信衛星、ナビゲーション衛星、地上観測衛星などの衛星プラットフォームと組み合わせる形も生まれます。
（3） ネットワーク構成の多様性：これまで、アマチュア衛星は多くの場合、単独で運用されていましたが、今後は複数のアマチュア衛星が連携し、さらには専門的なアマチュア衛星群も登場することが予想されます。
（4）新技術の含有量が高い：将来、小型衛星やアマチュア衛星は、科学実験、新技術、プラットフォーム設計検証など、幅広い分野で活用される。その代表的な例としては、2019年7月に中国が打ち上げた最新の「北理工1号」があり、これは小型アマチュア衛星であり、主に「帆球」宇宙船技術や新型空間電波技術の検証に使用された。
図8 北理大学「第一号」衛星の運用状況を示すグラフ
（４）研究開発期間の短縮：将来の愛好家による衛星開発は大幅に効率化され、プラットフォーム化と専門的な生産体制が導入されることで、愛好家による衛星プロジェクトの立ち上げ、実施、運用にかかる期間を短縮することができます。
（5） 研究開発費が低い：現在、数百万から数千万人民元の規模であれば、小型衛星を開発することが可能です。将来的には、大量生産やモジュール化により、コストをさらに削減できます。
（6） 打ち上げコストの低さ：小型ロケットによる大量打ち上げ、または大型衛星を搭載した次機として打ち上げるなど、多様な方法があり、ロケット技術の進歩により、小型衛星の打ち上げコストが低下しています。
（7） 多様な協力形態：国内外の技術者が協力体制を強化する一方で、国内の研究機関や民間宇宙企業も新たな協力モデルを探求していくことが予想されます。
5. まとめ
現在の状況から判断すると、我が国のアマチュア衛星の運用主体は主に研究機関や教育機関（特に大学）、そして新興の衛星運送事業者であり、科学実験、試験衛星の検証、科普教育などの用途に使用されています。周波数帯を見ると、我が国のアマチュア衛星が主に使用しているのはUV帯です。高周波帯のセンチメートル波やミリ波は、豊富な無線電周波数資源を有しており、これらは将来的にアマチュア衛星を運用する上で有利な条件となるでしょう。
我が国のアマチュア衛星活動は、我が国の宇宙ステーションの運用と火星探査活動の進展に伴い、ますます活発になると考えられます。そして、我々は宇宙からさらに深宇宙へと進出していくでしょう。
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