テレビや てんきの 衛星えいせいの なかまは、赤道せきどうの 上、やく 3万6000キロメートルの たかさに います。ここは 地球が 1回 まわる のと おなじ じかんで 1しゅう する ので、地上からは いつも おなじ ところに 見えます［1］。

おなじ たかさで、地球の まわりに 3だいを ならべると、地球の ほとんどを 見わたせる そうです［1］。ただし、きた・みなみの はての ほうは 見えません。

いっぽう スターリンクの 衛星えいせいは、2026ねん 10がつ 11にち ごろ、およそ 1万1000だいが 空を まわって います［8］。たかさは、やく 550キロメートル あたりが なかまに 多い ようです［7］。

こたえの ヒントは、「ちかい」ほど よい ことと、「ちかい」ほど こまる こと、2つが あるから です。まずは よい ほうから 見ましょう。

遠い3機と、近い1万機

ヨーロッパ宇宙機関（ESA）によると、静止軌道は赤道の上空35,786kmにあり、地球の自転と同じ周期で回るため、地上からは同じ場所に見えます［1］。等間隔に3機並べれば、ほぼ全球を覆えるとも説明されています。「ほぼ」というのは、極に近い地域は見えにくいからです。

これに対し、スターリンクの衛星は高度約550km付近を中心に飛んでいます。報道によると、2021年に米国の連邦通信委員会（FCC）が認めた第1世代は4,408機で、うち多くは高度540〜570km前後です［7］。2026年10月11日の集計では、打ち上げの累計が12,988機、軌道上にあるのが11,131機でした［8］。

ただし、3機と1万1千機を並べても「同じ広さを覆うのに何倍」とは言えません。覆い方も、つなぎ方も違うからです。それでも、少数で足りる方式がある中で、あえて数を増やす理由があるはずです。

鍵は「近さ」の得と損

先に答えの要点を言うと、衛星を地球に近づけると電波の行き来が短くなって、通信の遅れが小さくなります。その代わり、1機が見渡せる範囲と、頭上にいてくれる時間が小さくなります。足りない分を数で補うのが、低軌道の衛星群です。以降の章で、この取引を数字で確かめます。

覆い方の違い

ESAは、静止軌道を赤道上空35,786km、周期23時間56分4秒とし、等間隔の3機でほぼ全球を覆えると説明する［1］。「ほぼ」には意味があり、極付近は静止衛星から見通しにくい。つまり静止衛星は、少数の機体で低・中緯度を連続して覆う方式だ。

これに対して低軌道（LEO）は、NASAの整理で高度およそ160〜2,000kmの範囲、ESAの定義では2,000km未満の軌道である［2］。スターリンクの第1世代は、報道によれば2021年4月にFCCが承認し、550km・傾斜53度に1,584機、540km・53.2度に1,584機、570km・70度に720機、560km・97.6度に520機の計4,408機という構成だ［7］。傾斜の異なる複数の「殻」を重ねている。

運用中の数は集計によって変わる。2026年10月11日時点のMcDowell集計は、打ち上げ累計12,988機、軌道上11,131機、稼働11,117機で、再突入などで軌道を離れた分が約1,850機あった［8］。累計・軌道上・稼働のどれを指すかで数字が変わるため、本稿では「約1万1千機」と丸めて日付を添える。

先に答えの要点

3機と約1万1千機は覆う範囲や重ね方が違うので、単純な倍率にはできない。ただ、方式の差は距離にある。近づくと電波の往復時間が短くなる半面、1機が見通せる範囲と時間が小さくなり、数で補う必要が出る［5］。以降の章で、その両側を数値で確かめる。

電話で 「もしもし」と いって、へんじが かえって くるまで、ちょっと まつ ことが あります。じつは 電波にも、まつ じかんが あります。

電波は 1びょうで やく 30万キロメートル すすみます。とても はやいのですが、3万6000キロメートルの たかさまで のぼって、また おりて くるだけで、やく 0.24びょう かかります［6］。

さらに「といあわせ」と「へんじ」で、1かい いったり きたり します。この ときは、すくなくとも 0.48びょうほど かかる けいさんに なります。ただし、これは 電波が まっすぐ すすんだ ときの、いちばん みじかい じかんです。じっさいは、もっと かかります。

「行って戻る」だけの時間

電波の速さは、秒速約30万kmです。静止衛星の真下にいる人が、衛星に向けて電波を送ると、高度35,786kmを上るのに約0.12秒かかります［6］。地上から衛星に上り、また地上へ下りる分で、およそ0.24秒です。

同じ計算を電卓ですると、35,786×2÷299,792で約0.239秒になります。これは電波が衛星に届いて返ってくるまでの距離だけの時間です。中継器の処理時間、地上の設備、通信の混み具合は含まれていません。

問い合わせと返事で、さらに2倍

通信は、「送る」だけでは終わりません。ウェブページを開くときは、問い合わせの電波と返事の電波が、それぞれ衛星を経由します。往復すれば距離は2倍になり、約0.48秒が最低ラインです。

測定の報告では、静止衛星の端末の遅れは600ミリ秒以上とされます［10］。計算の下限に処理などが加わった数字として、つじつまは合います。ただしこれは測定条件で幅のある数字です。

光速の壁

静止衛星の高度は35,786kmで、電波は真空中を秒速約299,792kmで進む。したがって、地上から衛星まで届くだけで約0.119秒、地上→衛星→地上で約0.239秒になる。これは距離だけで決まる下限で、物理的に縮められない。報道の解説も、同じ桁の約0.12秒（片道）、約0.24秒（上って下りる）を挙げる［6］。

では、利用者が実際に感じる遅れはどうか。ウェブの閲覧は、要求と応答で電波が衛星を2回経由する。そのため下限は約0.48秒で、中継器の処理、地上局までの経路、混雑が加わる。

IEEE ComSoc Techblogが紹介するOokla社の報告では、静止衛星端末の遅延は600ミリ秒から3,000ミリ秒と書かれている［10］。下限の計算値がその下限側にあり、数字は矛盾しない。ただし、この報告は二次的な紹介なので、測定の条件によって幅があることに注意したい。

では、衛星えいせいを 地上に ちかづけたら どうでしょう。スターリンクの 衛星えいせいは、やく 550キロメートルの たかさです。3万6000キロメートルの 衛星えいせいより、きょりが やく 65ぶんの 1です。

おなじ けいさんを すると、のぼって おりる だけの じかんは、やく 0.004びょう（4ミリびょう）です。「いって かえる」でも、0.007びょうほどです。

じっさいに はかった 数字は、まんなかの あたいで 45ミリびょうほど という ほうこくが あります［10］。けいさんより ずっと おおきいのは、まわり道や こみぐあいが あるからです。それでも、0.5びょう いじょうの せかいとは ちがいます。

同じ式に、550kmを入れる

高度約550kmの真下の衛星なら、「地上→衛星→地上」の下限は550×2÷299,792で約0.0037秒、およそ3.7ミリ秒です。ウェブの要求と応答で2回通ると、約7.3ミリ秒になります。静止衛星の「地上→衛星→地上」約0.239秒と比べると、距離は35,786÷550で約65倍の差があり、遅れの下限も同じだけ小さくなります。

0.24秒は、まばたきよりは短いものの、会話では間の空きとして感じ取れる長さです。4ミリ秒なら、人の感覚ではほとんど気づけない長さです。

実際の遅れは、もっと大きい

実際の遅れは、計算の下限よりずっと大きくなります。FCCへの提出資料を引いた記述では、運用者のSpaceXは約25〜35ミリ秒と説明しています［9］。これは事業者の自己申告です。第三者の測定として、Ooklaの2025年第1四半期の中央値が紹介されています。スターリンクは約45ミリ秒、静止衛星のHughesNetは約683ミリ秒、Viasatは約684ミリ秒です［10］。

下限の約7ミリ秒との差は、処理時間や地上側の経路、混雑が積み重なった分と考えられます。それでも、静止衛星の通信は約15倍の時間がかかっています。

同じ式、距離だけ違う

高度550kmの真下では、地上→衛星→地上の下限は550×2÷299,792≒0.0037秒（約3.7ms）、ウェブの要求と応答で衛星を2回経由すれば約7.3msである。距離比は35,786÷550≒65で、静止衛星の地上→衛星→地上（約0.239秒）と比べた下限も、同じ比で小さい。一般に衛星通信の遅延は、静止軌道が大きく、中・低軌道が小さいことが総務省の白書で述べられている［5］。令和4年版の白書も、低軌道を利用すると通信の遅延時間を短くできると説明する［4］。

実測値は幅があり、計算値とは別物

実際の値は、処理時間、衛星間・地上局までの経路、混雑が加わり、下限より大きくなる。SpaceXが示す約25〜35msは、eoPortalが引くFCC提出資料の値で、事業者の自己申告だ［9］。第三者の測定を紹介するIEEE ComSoc Techblogは、Ookla報告の2025年第1四半期の中央値として、スターリンク約45ms、HughesNet約683ms、Viasat約684msを載せる［10］。

この3種の数字（計算の下限／自己申告／第三者測定）は、条件も意味も異なるので、同じ表に並べて優劣を決めることはできない。言えるのは、地上→衛星→地上の下限どうしを比べると距離を縮めたことで約65分の1になり、実測の中央値でも静止衛星の通信より1桁ほど小さい（約15分の1）、という範囲である。なお、日本国内での測定値は今回の資料に含まれていない。

ちかくに ある ものほど、はやく 見えなく なります。たとえば、電車の まどから ちかくの 電柱は、いっしゅんで すぎて いきます。とおくの 山は、ずっと 見えます。

衛星えいせいも おなじです。たかさ 550キロメートルの 衛星えいせいは、やく 95ふんで 地球を 1しゅうします。1びょうに やく 7.6キロメートルも すすむ はやさです。

だから、1だいの 衛星えいせいが あなたの 頭の 上に いられるのは、1しゅうの うちの ほんの すこしの あいだです［11］。どれくらいかは、衛星えいせいの 通る 道すじに よって かわります。

むずかしい ことは ありません。いまの 衛星えいせいが 見えなく なる まえに、つぎの 衛星えいせいに 「バトンタッチ」すれば いいのです。

近いほど、速く回る

衛星は、地球に近いほど速く回ります。ケプラーの法則から計算すると、高度550kmの円軌道は周期が約95.6分、速さは秒速約7.6kmです。静止軌道は約1,436分（23時間56分）、秒速約3.07kmになります。ESAの低軌道の説明（約90分で1周、秒速約7.8km）とも合います［1］。

国際宇宙ステーションも低軌道にあり、約90分ごとに地球を1周します［3］。スターリンクの衛星も、同じ仲間の軌道を飛んでいます。

見ていられる時間は、1周の中のごく一部

地上の1か所から見ると、低軌道の衛星は地平線から現れて、周期約95分の1周のうちのごく短い間に空を横切ります［11］。見える時間は通る道すじで変わります。

通信を続けるには、見えなくなる前に別の衛星へ切り替える「ハンドオーバー」が必要です。総務省の白書も、低・中軌道の衛星は遅延が小さい一方で短時間で移動してしまうため、通信できる時間と広い範囲を確保するには多数の衛星の同時運用が必要だと説明しています［5］。

近いほど、周期は短い

円軌道の周期はケプラーの第3法則T＝2π√(a³/μ)で決まる。μ＝398,600km³/s²、地球半径6,378kmとして、高度550kmで約95.6分・秒速約7.6km、高度35,786kmで約1,436分・秒速約3.07kmとなる。ESAの低軌道の数字（約90分、秒速約7.8km）は低い側の目安で、2,000km近くでは周期はもっと長い［1］［2］。国際宇宙ステーションも低軌道にあり、約90分で地球を1周する［3］。

地上の1点から見える時間

静止衛星は地上から同じ位置に見える。低軌道の衛星は地平線から現れて、周期約95.6分の1周のうち短い間に反対側へ沈み、利用者側の端末と通信路が時間とともに変わる［11］。見える時間は通る道すじで変わる。

総務省の令和4年版の白書は、低軌道を使うと遅延時間を短くできると説明する［4］。平成25年版の白書は、遅延が小さい一方で短時間で移動するため、通信可能時間を確保し広域を覆うには多数の衛星の同時運用が必要だと整理する［5］。つまり、遅延の小ささと、必要な機数の多さは、同じ「近さ」から出てくる。

1だいでは、すぐ 見えなく なります。そこで、たくさんの 衛星えいせいを ならべて、1つの チームの ように はたらかせます。

この しくみの 名前は「衛星えいせいコンステレーション」。いくつもの 衛星えいせいを つなげて、ひとまとまりに うごかす しくみです［4］。

リレーの ように、1だいめが 見えなく なる まえに、2だいめが 空に あらわれます。これを くりかえすので、数が いるのです。

ただし、数が おおいと、こわれたり、おわったり する 衛星えいせいも でます。スターリンクの 衛星えいせいは、ひくい ところを まわるので、じゅみょうが おわると、空気に ふれて おちて きて、もえつきる ように つくられて いる と いわれます［9］。

複数の衛星を、一体で運用する

総務省の令和4年版情報通信白書は、衛星コンステレーションを「複数の衛星を連携させて一体的に運用する仕組み」と説明しています。低軌道を使うことで通信の遅延時間を短くできる、とも書いています［4］。国内の制度整備の例として、高度約500kmや約1,200kmのシステムが挙げられています。

この仕組みでは、頭上の衛星が地平線へ消える前に、次の衛星へ通信を受け渡します。1機だけが優秀でも、覆い続けるには足りないので、数と連携が必要になります。

高さと傾きをちがえて、何層も重ねる

報道によると、FCCは2021年4月、第1世代の4,408機のうち2,814機について、高度1,100〜1,300kmから540〜570kmへ下げる変更を認めました［7］。同じ550km付近でも、軌道の傾きが53度、70度、97.6度などと違う層に分けて並べる構成が報じられています。

なお、報道では、低い高度は大気の抵抗で、故障した衛星が早く落ちる点も指摘されました。eoPortalは、寿命末期には衛星が自ら軌道を下げて大気圏に再突入し、部品の約95%が燃え尽きる設計だと紹介します［9］。これは設計目標で、全機がそうなる保証ではありません。

定義と設計思想

令和4年版情報通信白書は、衛星コンステレーションを複数の衛星を連携させて一体的に運用する仕組みとし、低軌道利用で通信の遅延時間を短くできると説明する［4］。日本での制度整備の例として、高度約500kmのKu帯システムと、高度約1,200kmの極軌道のシステムが挙げられている。

要点は、見える時間が短いので、見えなくなる前に次の衛星へ受け渡す（ハンドオーバー）こと、そして広い範囲を覆い続けるために数をそろえることにある。低軌道の衛星は速く動くため、地上端末から見た衛星は常に入れ替わる［11］。同じ広さを覆い続けるなら、高度を下げるほど1機が見える範囲と時間が小さくなり、より多くの衛星が必要になる。遅延は下がるが機数は増える。これが近さと数の取引である。

殻の再配置と、寿命の設計

Spaceflight Nowの報道では、FCCの2021年4月の決定は、第1世代4,408機のうち2,814機を高度1,100〜1,300kmから540〜570kmに下げることを認め、高度580km未満での運用を求めた、とされる。580kmの値は別の報道に依拠し、FCC原文は今回取得していない［7］。

eoPortalによれば、寿命末期の衛星は能動的に軌道を下げて再突入させ、部品の約95%が燃え尽きる設計だ［9］。低高度は大気の抵抗が大きく、故障しても早く落ちると報道は伝える［7］。ただし設計上の目標であり、全機がその通りになる保証ではない。

けいさんする だけで、わけが ぜんぶ わかる わけでは ありません。でも、1つ ためして みましょう。

けいさんきを 使います。まず、36000を 2ばいに します（72000）。つぎに、それを 30万で わります。こたえは、およそ 0.24です。これが、とおい 衛星えいせいの「のぼって おりる」 時間です。

こんどは、550を 2ばいして、30万で わって みてください。0.004ほどです。どうして こんなに ちがう のでしょう。

夜空の 衛星えいせいの ほうの ことは、運用している 会社や、宇宙うちゅうの きかんが 公開して いる おしらせを おうちの 人と 見て みましょう。

電卓があれば、今回の数字は自分で確かめられます。静止衛星なら、35,786×2÷299,792で約0.24秒。低軌道なら、550×2÷299,792で約0.0037秒です。式は「高さを2倍して、光の速さで割る」だけで、距離の比がそのまま遅れの比になります。

次に、自分の言葉で言い直してみよう。近さの得は何か、近さの損は何か、損を埋めるために何が必要か。3行で書き出すと、まだあいまいなところが見つかります。

もっと詳しく知りたいときは、総務省の情報通信白書の衛星コンステレーションの節［4］が、日本語で読めます。軌道の種類はESAの解説［1］に整理されています。

残る問いもあります。1つの地域を覆うのに衛星が何機必要かは、軌道の組み合わせで変わり、今回の資料では一般式を扱っていません。受け渡しの方式や、衛星どうしの通信を調べると、続きが見えてきそうです。

本稿の計算は、光速299,792km/s、高度35,786km（ESA）と550km（FCC承認の報道）から、2h÷cで求めた下限値である［1］［7］。電卓で検算でき、実測の遅延との差が何から生じるか（処理・経路・混雑）を、自分で分けて考える練習になる。

資料を読むなら、日本語では総務省の令和4年版白書［4］と平成25年版［5］が、遅延と多数機運用の関係を説明する。軌道の種類と定義はESA［1］とNASA［2］、機数の最新値はMcDowellの集計［8］が一次資料に近い。

残る問いは3つある。①1つの地域を覆うのに、低軌道の衛星は何機必要か（一般式は今回扱っていない）。②受け渡しは、具体的にどう制御されるのか。③衛星の寿命と再突入は、実際にどこまで設計どおりに進んでいるのか。いずれも、機数と遅延の取引の先にある。