太陽光発電高高度飛行船：成層圏からインターネットを照らす

今年8月、銀色の弾丸に似た巨大飛行船が米国南西部の乾燥した砂漠からゆっくりと離陸し、太平洋を横断して、最終的に日本沿岸上空約18キロの成層圏に停留する予定だ。全長約60メートル（200フィート）のこの飛行体は、ニューメキシコ州に本社を置くSceye社が開発したもので、その使命は貨物輸送や観光ではなく、空中に浮かぶインターネット基地局となることだ。

成層圏の「持続的哨戒機」

Sceyeのこの飛行体は、高高度プラットフォームステーション（High-Altitude Platform Station, HAPS）の一種に分類される。一般的なドローンや気球とは異なり、HAPSは通常飛行船の形態を採用し、昼間は太陽光パネルで充電し、夜間は蓄エネルギーシステムで運用を継続することで、同一空域に数週間から数ヶ月にわたって長期滞空することを可能にしている。Sceyeの飛行船は軽量カーボンファイバーとフィルム素材を採用し、全体重量はわずか約500キログラムでありながら、通信ペイロードやセンサー機器を搭載できる。

「私たちが建造しているのは飛行船ではなく、デジタルデバイドを変革できる空の目だ。」── Sceye最高経営責任者 Mikkel Vestergaard Frandsen

計画によれば、この飛行船は日本海域上空約18キロの位置に「定点停留」する。この高度は民間航空路線の上方かつ衛星軌道の下方に位置し、空気が希薄で風力が比較的安定しており、高高度ホバリングの理想的な場所だ。Sceyeによれば、飛行船に搭載されたフェーズドアレイアンテナは数百平方キロメートルをカバーする4G/5G信号を提供でき、通信速度は毎秒数百メガビットに達し、ビデオ通話やライブ配信などの高帯域幅アプリケーションを十分に支えられるという。

LoonからSceyeへ：高高度ネットワークのバトンリレー

高高度飛行体によるインターネット提供は全く新しいコンセプトではない。Googleの親会社Alphabetは2013年にProject Loonを開始し、成層圏での高高度熱気球によるメッシュネットワーク形成を計画したが、商業的実現可能性の不足から2021年に終了した。Facebookも太陽光発電無人機Aquilaを試みたが、コストと安全上の問題から2018年に断念した。これに対してSceyeは、より伝統的な飛行船に近いアプローチを選択し、プラットフォームがより優れたペイロード能力と長い滞空時間を持つことを強調している。

業界アナリストは、HAPS技術が近年著しく進歩したと指摘する。太陽電池の効率向上（変換率は30%超）、リチウム電池のエネルギー密度増加、軽量複合材料の普及により、飛行船はより重い通信機器を搭載できるようになった。Sceyeの飛行船は50キログラムの有効ペイロードを搭載し、メンテナンスなしで数ヶ月間連続運用できるとされている。

編集者注：HAPSは第三のネットワークになれるか？

現在、世界で依然として約30億人がインターネットにアクセスできず、山岳地帯・海洋・砂漠などの僻地への地上基地局建設は費用が極めて高い。低軌道衛星インターネット（Starlinkなど）はカバレッジは広いが、遅延が高い、端末が高価、軌道資源の競争といった弱点がある。高高度プラットフォームステーションはまさにこの両者の間隙を埋める存在だ。衛星より地表に近いため（遅延は十数ミリ秒程度）、地上基地局よりカバレッジが広く（単点カバー半径約50〜100キロ）、展開が柔軟でコストも管理しやすい。

しかし、課題は依然として厳しい。成層圏の気象条件は変化しやすく、飛行船は強烈なウィンドシアと紫外線放射に耐える必要がある。長期滞空による疲労メンテナンス問題はまだ完全には解決されていない。また各国の空域管理規制も、この種の「準宇宙機」に対する明確な分類をまだ示していない。Sceyeはまず日本で数ヶ月間の技術検証を行い、その後インド・アフリカなど通信インフラが脆弱な地域へと展開を拡大する計画だ。

特筆すべきは、Sceyeの飛行船が環境モニタリング機能も備えていることだ。搭載されたセンサーは大気中の温室効果ガス濃度やエアロゾル分布をリアルタイムで測定でき、山火事や農作物の生育状況の追跡も可能だ。これにより、単なる通信プラットフォームにとどまらず、多目的な「高高度実験室」としての役割も担う。

「成功すれば、Sceyeは衛星より低く地上より高い位置こそが、未来のデジタル接続における最適な空中拠点かもしれないことを証明するだろう。」── 本稿著者

8月の打ち上げウィンドウが近づく中、世界の通信・環境分野はこの銀色飛行船の初の太平洋横断飛行に注目している。これは空中インターネットの商業化に向けた重要な一歩となるかもしれない。

本稿はMIT Technology Reviewより編訳