メガ コンステレーションとして知られる新世代の通信衛星コンステレーション がトレンドです。これらの最先端の技術システムは、小型衛星の大量生産によって可能になった前例のない規模の衛星 (最大で数百から数千の衛星) によって特徴付けられます。このようなグローバル通信システムの例としては、OneWeb と SpaceX があり、それぞれ 900 個と 4,425 個の衛星を使用する予定です。
しかし、これらの衛星コンステレーション システムは、絶え間なく変化する市場、地政学的、および管理上の問題から生じるさまざまな不確実性が生じやすいことが知られており、したがって、大きな経済的リスクをもたらします。最終的な運用機能の構成を一度に展開すると、通常は数十億ドルのオーダーで非常にコストがかかる可能性がありますが、市場の需要を正しく予測できないと、前世代のシステムで見られたように財政破綻につながる可能性があります — イリジウムと Globalstar は、それぞれ 1999 年と 2002 年に破産を申請しました。
このような金融危機を回避するにはどうすればよいでしょうか。高コストのコンスタレーション システムの場合、グローバル カバレッジ構成を段階的に展開する柔軟なオプションを検討できます。つまり、最初に初期運用機能 (IOC) 構成を展開し、追加の構成を展開してシステム容量を徐々に増やします。追加の展開によってシステム容量を増やすかどうかを決定する各ポイントで、リアル オプション分析を採用できます。
このグローバルな段階的展開戦略は、需要が世界中に均一に分散されており、可視衛星の数が少ない比較的低品質のサービスが初期段階で許容できる場合に効果的です。残念ながら、実際の通信市場は、多くの場合、世界中に均一に分布しているわけではありません。ヨーロッパやアメリカのように収益性の高い地域と、太平洋のように収益性の低い地域があります。さらに、通信ビジネスの競争環境では、低品質のサービスは満足のいくものではないことがよくあります。したがって、地球規模での段階的な展開戦略は、メガコンステレーション展開の財政的ハードルを克服するための最良の戦略ではない可能性があります.
この課題に対応して、イリノイ大学アーバナ シャンペーン校および三菱電機株式会社の Koki Ho 教授が率いる研究者グループは、時間の経過とともに関心のある分野の進化を考慮した段階的な展開戦略を提案しました。このアプローチは、ローカル リージョンで IOC 構成を使用して段階的な展開戦略を開始します。世界中にまばらに分散された衛星の代わりに、この戦略は繰り返し地上追跡軌道を活用して、星座が特定の地域をカバーし、その地域で満足のいくサービスを提供できるようにします。展開の各段階には、独自の関心領域があると見なされます。展開は収益性の高い地域から開始し、次に収益性の低い地域をカバーし、最終的にはグローバルなカバレッジを提供できます。
この戦略における重要な課題の 1 つは、正確な将来の需要予測が困難であるため、関心のある分野の時間的進化の不確実性です。検討されている段階的な導入戦略では、最初の段階の関心領域は、最初の需要分析に基づいてシステムの設計者によって選択されますが、次の段階の関心領域はいくつかの候補の間で不確実なままです。次に、さまざまな需要シナリオに対する確率的最適化が行われ、関心領域の進化の不確実性の下でシステムの予想コストが最小限に抑えられます。システムのコストには、衛星の製造と打ち上げのコストが含まれ、衛星の廃止戦略が考慮されます。
ケース スタディでは、第 1 段階の対象地域が日本であり、第 2 段階の対象地域の候補が隣接する米国 (CONUS)、ヨーロッパ、またはインド。第 2 段階の各候補には、需要モデルによって決定された第 2 段階の関心領域として選択される確率があります。
2 段階展開戦略の確率的最適化の結果は、最適化された 2 段階構成が、独自の同じ衛星設計ケースのグローバル カバレッジ コンスタレーションのライフサイクル コストと比較して、ライフサイクル コストの約 28.9% および 19.5% を節約できることを示唆しています。それぞれ。結果として得られる構成は、非対称の多層星座を形成します。
提案されたフレームワークは、最終段階でグローバルなカバレッジを考慮して、複数の地域と複数の段階を処理するようにさらに一般化できます。
