SpaceX D2D 衛星群と AST SpaceMobile の極めて限定的なカバレッジから得られたパフォーマンスデータは、継続的な接続に必要な数百から数千のLEOまたはVLEO衛星を運用するには、はるかに大規模なスケールが必要であることを示しています。

初期段階の直接デバイス間通信（D2D）コンステレーションが低軌道（LEO）および超低軌道（VLEO）で打ち上げられつつあり、業界はグローバルで継続的なサービスに向けた規模の拡大の初期段階にあります。SpaceX社のDTC（直接携帯電話へ）衛星群に関する発表や、AST SpaceMobile社の最初の5機の生産衛星の打ち上げは、確かな進歩です。しかし、SpaceX社の衛星群のパフォーマンスデータや、AST社のカバレッジが極めて限定的であることを考えると、継続的な接続に必要な数千機のLEOまたはVLEO衛星を運用するには、はるかに大規模なスケールが必要であることが浮き彫りになっています。

ハリケーン・ミルトン：真の緊急事態テストシナリオ

最近、米国のハリケーンシーズン中に接続性が試されました。 ハリケーン・ミルトンがフロリダに上陸する数日前、米国連邦通信委員会（FCC）は、以前にハリケーン・ヘリーンが上陸し、ハリケーン・ミルトンが通過する地域において、スターリンクのDTC衛星を使用したSMSテキスト送信を承認しました。 両方のハリケーンの影響を受けた地域のT-Mobileの顧客は、スターリンクのD2D機能付き衛星を使用して、緊急警報およびSMSメッセージを無料で送信できるようになります。FCCの一時的な承認は、SpaceX社が帯域外放射に関連する規則の緩和を求めたことについて激しい議論が交わされている最中に下された。この要求は、現世代のスターリンクD2D衛星が干渉緩和の面でいくつかの欠陥や制限があるためになされたのではないかという憶測もあるが、すでに何百もの衛星が軌道に乗っていることを考えると、これは大きな打撃である。FCCの承認が下りるまでは、スターリンクのDTC/D2D衛星群は、以前にも報告したとおり、T-Mobileが管理する環境でのみ運用が許可されていました。

スターリンク衛星の一時的なSMSサービス利用に加え、iPhone 14以降の米国のモバイルネットワークのユーザーは、携帯電話やWi-Fiの電波が届かない場所にいる場合、Globalstar衛星ネットワーク経由でAppleの緊急SOSサービスを利用できます。これらのネットワークは人命を救うことができます。しかし、スターリンクDTCサービスは、スペースXがベストエフォートベースで提供しているもので、222機の軌道衛星を保有しているにもかかわらず、ネットワークはまだ継続的なサービスを提供することができません。

最新情報：スターリンクのVLEO DTC衛星群

SpaceXは、FCCに対し、VLEO高度、具体的には340kmから360kmの間の高度で、第2世代DTC衛星を運用することを許可するよう要請しました。これは、LEO高度を使用するという当初の計画からの変更です。FCCがこのような変更を承認したかどうかは不明ですが、Analysys MasonのNon-GEO Constellations Analysis Toolkitバージョン5.0（NCAT5）を使用した日々の観測により、スターリンクのDTC/D2D衛星はすべてVLEO高度で軌道を周回していることが確認されています（図1）。

図1：スペースXの222基の衛星によるD2Dネットワーク

VLEOはこれまでLEOほど普及していません。これは、大気による空気抵抗や、衛星の寿命を縮める材料劣化を引き起こす原子状酸素の存在など、VLEOで運用する際の課題があるためです。高度が低いほど、継続的なカバレッジに必要な衛星の数は多くなるため、寿命の短い衛星をより多く組み合わせることは、ビジネス上の障害となる可能性がある。しかし、SpaceXは修正要求の中で、VLEO高度でD2D衛星をテストした結果が予想よりも良好であったこと、また、より迅速な交換サイクルのコストは同社が負担できる範囲であると主張した。

スターリンクのDTC待ち時間とサービス時間の予測分析

ハリケーン・ミルトンによるサービス停止の可能性を予測し、NCAT5プラットフォームを使用した予測シミュレーションがオンラインで公開され、T-Mobileのユーザーはハリケーン通過時の衛星サービス応答時間について予測することができました。予測評価は、ハリケーンの進路予測の不確実性範囲内にある人口密集地のタンパとオーランドの地域に焦点を当てました。この分析はハリケーンが上陸する8時間前に共有され、ハリケーン通過後には最新の衛星エフェメリスデータを使用して再度実施されました。このファイルは、停電の影響を最も受けたフロリダ州の2つの郡（ヒルズボロ郡とハイランズ郡）におけるスターリンクDTC衛星の可視性に関する予測データで更新され、米国東部時間10月11日午前7時30分から10月12日午前8時までの3秒単位の予測データが含まれていました（図2）。

図2：スターリンクDTCの待ち時間予測分析、NCAT5

この予測シミュレーションの主な結論は、222基の衛星があっても、スターリンクのT-Mobileサービスに完全に依存する必要があるユーザーは、スターリンクのDTC衛星が視認可能になるまで最大15分間待たなければならず、その間にアラートやテキストメッセージがT-Mobileのコアネットワークに到達する必要がある（場合によっては15分以上かかる）ということでした。衛星が捕捉可能になると、75%の確率で最大3分間捕捉可能となりますが、その後は次の衛星通過まで待つ必要があります。

この先読み情報が被災したフロリダ州民の役に立ったかどうかは不明ですが、ハリケーンが襲来し、通過した後、スターリンクのDTCネットワークは地元住民のサポートに大いに活躍しました。 10月13日、T-Mobileの幹部はABCニュースのインタビューで、スターリンクのDTCネットワークが120件の緊急警報と12万件以上のテキストメッセージを伝送したと述べました。

D2D衛星群はすでに影響を与えており、フロリダ州のT-MobileとStarlink、また以前のAppleとGlobalstarの例がそれを示しています。しかし、サービス「待ち時間」の統計を見ると、幅広い緯度にわたって継続的な接続性を確立し維持するには、LEOまたはVLEOに数千機以上のD2D対応衛星を配置することが不可欠であることが分かります。

情報源：Analysys Mason社

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