宇宙の端に潜む巨大な監視気球

アメリカ初（？）の成層圏気球専用発射台、スペースポート・ツーソンの肌寒い12月の朝。反射ベストを羽織った技術者たちがコンクリートの上で動き回り、長く寒い夜を過ごした体を温めている。近くには、スマートカーほどの大きさの白い金属製の三脚が、24枚のソーラーパネルと、発射台全体に広がる数百フィートの透明プラスチック板に固定されている。

このエイリアンのような装置は「ストラトライト」と呼ばれ、「成層圏衛星」を掛け合わせた造語で、ワールド・ビュー・エンタープライズという会社が運用している。これは精密に設計された監視装置で、宇宙空間の端から地上の人間を検知できるほどの高感度カメラと一連のセンサーを備えている。ストラトライトは2つの気球で移動する。1つは揚力を得るためのヘリウムガスで満たされ、もう1つは操舵システムとして機能する加圧空気で満たされている。この装置が海抜約22キロメートルの最高高度に達する頃には、ヘリウムガス気球はフットボール競技場を楽々と覆うほどの大きさに成長する。だが、しぼんだ状態では、広大なプラスチックの塊は、アリゾナ砂漠周辺に生息するガラガラヘビの剥がれた皮膚を彷彿とさせる。

乗組員のほとんどは午前2時からツーソン宇宙港に待機し、ワールド・ビューの今年12回目にして最後の打ち上げに向けて準備を進めている。状況は良好だ。ほぼ雲のない空に、太陽と下弦の月が競い合い、発射台近くに係留された気球はほとんど風を感知していない。1000ポンドのストラトライトを打ち上げ、宇宙の端で1ヶ月半の滞在に臨むには、これ以上の条件は望めないだろう。ミッションコントロールは膨張開始のゴーサインを出した。膨張はわずか数分で完了するが、100万個以上のパーティー用風船を膨らませるのに十分な量のヘリウムを使用する。

発射台のすぐ向かいにあるワールドビュー本社では、ミッションコントロールからクリアの合図が出された。技術者が発射台を小走りで横切り、ストラトライトを固定しているピンを引き抜き、宇宙の果てへと優雅に旅立ち始める宇宙船を横切る。

ストラトライトは最高高度に達すると、数週間にわたって風に乗ってアメリカ南西部の上空にスパゲッティのような模様を描きます。ストラトライト内の凝縮器が上層大気の希薄な空気を吸い込み、ヘリウム気球の下に取り付けられた2つ目の「超圧」気球に送り込みます。加圧された空気はヘリウムよりも密度が高いため、超圧気球は重しとして機能します。ストラトライトの高度を下げるには圧力を上げ、高度を上げるには圧力を下げる必要があります。

ストラトライトは風に左右されるため、高度を自在に制御できる能力は航行に不可欠です。風向や風速は高度によって異なるため、ストラトライトの管理者は風を上下させることでストラトライトを操縦することができます。ある日には、風のパターンによってストラトライトの高度は最大25,000フィートも変化することがあります。

2012年にテイバー・マッカラム氏とバイオスフィア2で有名なジェーン・ポインター氏によって設立されたワールド・ビューは、当初は上層成層圏への有人航海のためのプラットフォームとして構想されました。成層圏気球を操縦し、生還を果たした人物はごくわずかであることを考えると、これは野心的な目標でしたが、同社にはそれを実現できる技術力がありました。2014年、マッカラム氏とポインター氏は、Google幹部のアラン・ユースタス氏を成層圏気球の下に浮かべ、高度13万6000フィートまで到達させるという記録破りの宇宙潜水ミッションに共同で取り組みました。

しかし、上層成層圏への有人輸送の需要が十分にあるかどうかは全く不透明だったため、ワールド・ビューは2月に、ドローン企業インシチュの元社長兼CEOであるライアン・ハートマン氏を起用し、同社をデータサービスプラットフォームとして再編した。構想は、長時間飛行可能な成層圏気球を用いて地球の高解像度画像を収集し、そのデータを政府や民間企業に販売することだ。

ドローン分野での経歴を持つハートマン氏は、地球監視サービスという概念を熟知している。ワールド・ビューは、ドローンや衛星といった従来型の技術では対応できないニッチな分野を開拓することを目指していると彼は語る。従来型の技術では、画像の品質、カバー範囲、収集頻度といった点で妥協せざるを得ないからだ。成層圏気球は、地球上のあらゆる場所から驚くほど高解像度の画像を安価に収集できるという。ワールド・ビューは市販の撮影機材を用いて、高度7万5000フィートから15センチメートルの解像度で写真を撮影できる。さらに、特注カメラはまもなく5センチメートルの解像度にも対応できるようになる。

ハートマン氏によると、ワールド・ビューのシステムは地上の人物が「シャベルを持っているのか銃を持っているのか」を判別できるほど感度が高いという。ワールド・ビューが米国国防総省の関心を集めているのは、おそらく意外ではないだろう。ハートマン氏によると、来年ワールド・ビューがデータの販売を開始する際には、国防総省が最初の顧客の一つとなるという。また、エネルギー業界からも大きな注目を集めており、石油・ガス井、送電線、その他の重要資産の監視に画像データを活用することに関心を示しているという。

ハートマン氏は、気球で監視するという考えに誰もが賛同するわけではないことを認識しているが、ワールド・ビュー社のシステムは責任ある形で利用されると断言する。「これはビッグブラザー的な用途に使われるようなソリューションではありません」と彼は言う。「この技術を無責任に利用することが、過剰規制の環境へと陥る最も早い道なのです。」

例えば、ハートマン氏は、顧客が「街の上空に気球を停めて、シャッターを開けて、あとは楽しむだけ」というわけにはいかないと述べている。しかし、この種の網羅的な監視には「多くの人が興味を持つだろう」とハートマン氏は言う。むしろ、ストラトライトの最も有望な用途の一つである大気研究や気候科学に関心を持つ顧客からの意見を聞きたいとハートマン氏は語る。ワールド・ビューは毎回の飛行で膨大な量の大気データを収集しており、同社はそれを用いて、ハートマン氏によると現存する成層圏の風の最も正確なモデルを構築しているという。

ハートマン氏は将来、地球のほぼ全域をリアルタイムでカバーする成層圏メッシュネットワークを形成するために、相互に通信するストラトライトの地球規模のコンステレーションを構想している。同社はまた、地表上の物体の3D画像を作成できる合成開口レーダーなどのデータ収集装置の開発にも取り組んでいる。

成層圏気球群というアイデア自体は目新しいものではない。米軍が1990年代に提唱したこともある。しかし、技術が成熟し、ついに実現可能になった。ワールド・ビュー社が12月に打ち上げた気球は、同社が一度に複数の気球を、たとえ数日間とはいえ、初めて飛行させたものだ。この記事を読んでいる頃には、もう1機のストラトライト気球が成層圏で約7週間飛行した後、操縦可能なパラシュートを装着して地上に帰還しているだろう。

宇宙の端でデータマイニングを目指す企業はワールドビューだけではない。応用数学者のレマ・マテボシアン氏は2016年、上層成層圏から高解像度の画像を収集するニアスペースラボを共同設立した。同社は最近、オースティンとフィラデルフィア上空で「Swift」と呼ばれる6脚観測プラットフォームの高高度飛行試験を開始した。Swiftはワールドビューのストラトライトよりも小型軽量で、バッテリーの制約により、これまで高度に滞在できたのはわずか数日だ。各Swiftには30センチメートルの解像度に対応する可動式撮像装置が搭載されているが、マテボシアン氏によると、同社の次世代カメラは10センチメートルの解像度で画像を撮影できるという。

「私たちは、これまでに存在しなかった高頻度・高解像度のデータセットを構築しています」とマテヴォシアン氏は述べ、同社の画像データに誰でもアクセスできる新しいAPIに言及した。「これはリモートセンシングへの全く新しいアプローチです。」

ワールド・ビューとニア・スペース・ラボはどちらも、世界中の飽くなきデータ需要に頼って事業を運営している。しかし、高高度監視への新たな取り組みを考えると、市場規模がどれほど大きいのか、そして彼らの気球プラットフォームが次に何に使われるのか、両社とも確信を持てない。

WIREDのその他の素晴らしい記事