市場調査レポート

宇宙軌道上給油市場規模と展望、2025年~2033年

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世界的な宇宙軌道上給油市場は、持続可能な宇宙ミッションの実現に向けた重要な技術として、急速な成長を遂げています。2024年には6,085万米ドルの市場規模を記録し、2025年には7,483万米ドルに達すると予測されています。その後、2025年から2033年の予測期間において、年平均成長率(CAGR)39.7%という驚異的な伸びを示し、2033年には10億8,354万米ドルにまで拡大すると見込まれています。この目覚ましい成長は、人工衛星の爆発的な増加とそれに伴う宇宙ゴミ問題の深刻化を背景に、エンジニアたちが資源の再利用を通じた持続可能な宇宙活動の重要性を深く認識していることに起因しています。

**市場概要**

宇宙軌道上給油システムは、単に燃料を供給するだけでなく、衛星の組み立て、製造、点検、修理、軌道離脱、輸送といった多岐にわたる運用を含んでいます。このプロセスは、ミッション全体のコスト削減、運用寿命の延長、再利用性の向上、そして宇宙ミッションの持続可能性強化に不可欠な要素です。地球観測、通信、航法といった様々な用途の衛星に対して宇宙軌道上給油が適用され、その価値が飛躍的に高まっています。

従来の宇宙運用においては、多くのアプリケーションの打ち上げには莫大な初期費用がかかり、燃料切れのために機能が完全に停止していない衛星までもが、その役割を終えて交換・軌道離脱されるという非効率な状況がありました。しかし、宇宙軌道上給油システムは、このような機能的な衛星の寿命を一度ならず複数回延長することを可能にし、大幅なコスト削減をもたらします。これにより、より持続可能で経済的な宇宙ミッションが実現され、衛星運用者は投資に対するより大きなリターンを得ることができます。

宇宙における持続可能性は、宇宙軌道上給油と衛星サービスによって大きく前進しています。革新的な技術開発は、老朽化した衛星に新たな命を吹き込むだけでなく、将来の宇宙船ミッションの範囲を当初の目標をはるかに超えて拡大することを目指しています。かつて衛星は、内部のコンポーネントが完全に機能していても、時間とともに価値を失う固定資産と見なされていました。しかし、宇宙軌道上給油技術は、これらの衛星を交換する費用を大幅に節約することを可能にします。

特に静止軌道(GEO)衛星の寿命延長とサービスは、市場の主要プレーヤーにとって非常に魅力的な分野です。GEO衛星は交換コストが最も高額であるため、宇宙軌道上給油による寿命延長は経済的に極めて理にかなっています。例えば、GEO衛星の平均建造コストは1基あたり1億5,000万ドルから4億ドルにも達し、地球全体をカバーするためには通常3~5基の衛星が必要です。このような高価な衛星の交換費用を考慮すると、宇宙軌道上給油は運用者にとって費用と労力を大幅に節約する手段となります。

また、過剰な宇宙ゴミの蓄積は、安全性への懸念を増大させています。宇宙軌道上給油は、機能停止した衛星が宇宙ゴミとなるのを防ぎ、あるいは軌道離脱を支援することで、この問題の解決にも貢献し得ます。

SpaceX、Lockheed Martin Corporation、Northrop Grumman Corporationといった民間企業だけでなく、ESA(欧州宇宙機関)やNASA(米国航空宇宙局)といった政府機関が宇宙軌道上給油市場に積極的に参入していることは、この市場の必要性と潜在能力を明確に示しています。寿命延長サービスは、軌道上サービス市場全体において最も重要なサービスであり、軌道離脱、点検、製造、組み立てといった他の複数のサービスもこれに依存しています。Maxar Technologies Inc.とNASAが共同で開発を進めている強力なロボットシステム「Space Infrastructure Dexterous Robot(SPIDER)」は、宇宙船部品の軌道上での組み立てと再構成を実証するものであり、寿命延長が衛星だけでなく他のサービス宇宙船にも有益であることを示しています。

現在、宇宙軌道上給油は、運用コストを考慮すると、中軌道(MEO)やGEOのような高軌道でのみ経済的に実行可能です。低軌道(LEO)への打ち上げコストははるかに低いものの、LEOでの給油ミッションは新たな衛星を軌道に投入するのと同程度の費用がかかる可能性があります。したがって、LEOにおける宇宙軌道上給油が経済的に実行可能で商業的に魅力的となるためには、給油宇宙船が複数のLEO衛星に給油できる能力を持つことが不可欠です。しかし、LEOに多数存在する衛星に対応することの複雑さから、LEOにおける商業的実現可能性はまだ数年先と見られています。

この宇宙軌道上給油産業は、その大きな潜在能力と投資収益率(ROI)の可能性から、個人投資家、既存の主要企業、政府機関、ベンチャーキャピタリストといった幅広い層からの投資を集めています。一部の衛星運用者は、サービスが商業化された際に最初の顧客となるべく、宇宙サービスプロバイダーと早期契約を締結しています。宇宙産業における主要な既存プレーヤーによる投資と参加の増加は、市場の大きな潜在力を示唆しており、彼らの積極的な姿勢は顧客の注目を集め、宇宙軌道上給度サービスへの信頼を構築する上でも重要な役割を果たすでしょう。

**市場を牽引する要因**

宇宙軌道上給油市場の目覚ましい成長を推進する主要な要因は多岐にわたります。

* **宇宙の持続可能性への高まる要求と資源再利用の重要性:** 人工衛星の増加と宇宙ゴミ問題の深刻化により、持続可能な宇宙運用が喫緊の課題となっています。宇宙軌道上給油は、衛星の寿命を延長し、既存の資産を最大限に活用することで、新たな衛星の打ち上げ頻度を減らし、結果的に宇宙ゴミの発生を抑制する重要なソリューションとして位置づけられています。これは、地球の軌道環境を保護し、将来の宇宙活動を保証するために不可欠な要素です。
* **コスト削減と投資収益率(ROI)の向上:** 衛星、特に高価なGEO衛星の交換費用は莫大です(1基あたり1億5,000万ドルから4億ドル)。宇宙軌道上給油は、これらの高価な資産の寿命を延長することで、新たな衛星の製造・打ち上げに伴う巨額な費用を回避し、運用者にとって大幅なコスト削減を実現します。これにより、衛星運用者は初期投資に対するリターンを最大化し、長期的な経済的利益を得ることができます。
* **ミッション寿命の延長と再利用性の強化:** 燃料切れによって機能停止に追い込まれていた、本来まだ利用可能な衛星の運用寿命を延長できることは、ミッションの柔軟性を高め、より野心的な宇宙探査やサービス提供を可能にします。再利用性の向上は、資源の効率的な利用を促進し、宇宙活動全体の持続可能性に貢献します。
* **衛星コンステレーションとメガコンステレーションの拡大:** 近年、通信や地球観測などの目的で、多数の小型衛星からなるコンステレーションが構築される傾向にあります。これらのメガコンステレーションの増加は、潜在的な給油対象を大幅に増やし、同時に軌道上の混雑と宇宙ゴミのリスクを高めるため、軌道上サービス、特に宇宙軌道上給油の需要を一層押し上げています。
* **ロボット技術と自律システムの進歩:** 宇宙空間でのランデブー、ドッキング、燃料移送といった複雑な操作を可能にするロボットアームや自律システムの技術は急速に進化しています。Maxar Technologies Inc.とNASAが開発するSPIDERのようなシステムは、軌道上での組み立てや再構成能力を実証しており、宇宙軌道上給油の実現可能性と信頼性を高める重要な要素となっています。
* **政府機関および民間企業からの大規模な投資:** NASA、ESA、米国宇宙軍といった政府機関に加え、Lockheed Martin、Northrop Grumman、SpaceXなどの航空宇宙大手、さらにはベンチャーキャピタリストや個人投資家が、宇宙軌道上給油技術の開発に巨額の資金を投入しています。これらの多角的な投資は、技術革新を加速させ、市場の発展を強力に後押ししています。
* **宇宙ゴミによる安全性への懸念の増大:** 過剰な宇宙ゴミは、稼働中のすべての宇宙船にとって深刻な脅威となっています。宇宙軌道上給油は、衛星が燃料切れで機能停止し、新たなゴミとなるのを防ぐだけでなく、将来的にはアクティブなゴミ除去ミッションを支援する可能性も秘めています。欧州宇宙機関(ESA)のClean Spaceのようなイニシアチブは、この問題への意識の高まりを示しています。
* **衛星の戦略的重要性:** 軍事通信、航法、監視、情報収集など、多岐にわたる目的で利用される衛星は、国家安全保障や経済活動にとって不可欠なインフラです。これらの重要な衛星の運用寿命を延長できる宇宙軌道上給油は、軍事・民間双方にとって戦略的に極めて重要な技術と認識されています。

**市場の阻害要因**

宇宙軌道上給油市場は大きな潜在力を持つ一方で、その普及と発展にはいくつかの重要な課題が存在します。

* **高額な初期費用と研究開発投資:** 宇宙軌道上給油技術の開発と実証には、莫大な初期投資が必要です。ランデブー、ドッキング、燃料移送といった複雑な技術システムの設計、試験、そして宇宙での実証には、高度な専門知識と資金が求められます。これは、特に新規参入企業や、限られた予算で事業を展開する企業にとって大きな障壁となります。
* **技術的な複雑性と運用リスク:**
* **ランデブーとドッキングの精度:** 宇宙空間で高速移動する2つの物体が安全かつ正確にランデブーし、ドッキングすることは極めて高度な技術を要します。わずかな誤差もミッションの失敗や、最悪の場合、宇宙船の損傷、さらには宇宙ゴミの発生につながる可能性があります。
* **燃料移送メカニズムの信頼性:** 極限の宇宙環境下で、推進剤を安全かつ効率的に移送する技術は、漏洩や汚染のリスクを伴うため、高い信頼性が求められます。
* **重心のずれと不安定性:** 給油宇宙船が顧客衛星に不正確に取り付けられた場合、結合構造全体の重心がずれて不安定になり、タンブル(制御不能な回転)を引き起こす可能性があります。このような事態が発生した場合、ミッション計画や宇宙船設計における修正措置が必要となり、最悪の場合、給油ミッションは中止され、衛星の軌道離脱ミッションに切り替える必要が生じます。
* **規制および安全保障上の懸念:**
* **軌道上燃料貯蔵の承認:** 宇宙空間に燃料ステーションを設置するというコンセプトは、周辺の衛星にとって重大な脅威となる可能性があるため、政府からの承認を得ることが非常に困難です。燃料ステーションが建設される場合でも、他の衛星から適切な距離を保ち、安全かつセキュアな方法で開発されることが極めて重要となります。
* **宇宙交通管理の複雑化:** 宇宙軌道上給油活動の増加は、軌道上の交通量を増やし、衝突のリスクを高める可能性があります。これに伴い、より厳格な宇宙交通管理規制の策定が求められます。
* **LEOにおける商業的実現可能性の課題:** LEOへの打ち上げコストは比較的低いですが、単一の衛星に給油するミッションのコストは、新しい衛星を打ち上げるのと同程度になる可能性があります。LEOでの宇宙軌道上給油が経済的に成立するためには、給油宇宙船が一度のミッションで複数の衛星に給油できる能力を持つ必要があります。しかし、LEOに存在する膨大な数の衛星に対応することの複雑さから、LEOにおける商業的実現可能性はまだ数年先と見込まれており、現時点では高軌道(MEO/GEO)に比べて経済的魅力に欠けます。
* **顧客の認知度と信頼性の構築:** 宇宙軌道上給油は比較的新しいサービスであり、衛星運用者がその安全性、信頼性、費用対効果を完全に理解し、信頼を寄せるまでには時間がかかります。初期の成功事例や積極的な情報公開、そして主要プレーヤーによる投資が、この障壁を克服する上で重要となります。

**市場機会**

宇宙軌道上給油市場は、数々の挑戦を乗り越えつつ、広範な機会を創出しています。

* **寿命延長サービスの拡大:** 宇宙軌道上給油は、単なる燃料補給にとどまらず、軌道離脱、点検、製造、組み立てといった他の軌道上サービスを可能にする基盤となります。これにより、衛星の運用範囲と柔軟性が大幅に向上し、新たな価値創造の機会が生まれます。例えば、SPIDERのようなロボットシステムは、軌道上での組み立てや再構成といった高度なサービスの実証を目指しており、宇宙軌道上給油との連携により、より複雑なミッションの実現が可能となります。
* **軌道上燃料貯蔵庫(燃料ステーション)の開発:** 宇宙空間に燃料貯蔵庫を設置するというコンセプトは、宇宙軌道上給油のロジスティクスを根本的に変革する可能性を秘めています。これにより、複数の給油宇宙船が軌道上で待機し、様々な衛星に燃料を供給できるようになるか、あるいは燃料が長期間貯蔵され、必要に応じて供給される体制が構築されます。安全保障上の課題はありますが、これが実現すれば、宇宙軌道上給油サービスの迅速な提供と効率化が飛躍的に進展し、大規模な宇宙活動を支える重要なインフラとなるでしょう。
* **新たなビジネスモデルの創出:** 宇宙軌道上給油は、「サービスとしての衛星(Satellite-as-a-Service)」や、より柔軟なミッション計画、オンデマンド給油といった新しいビジネスモデルの登場を促します。衛星運用者は、燃料切れを心配することなくミッションを計画できるようになり、より長期的な視点で宇宙資産を管理できるようになります。これにより、宇宙産業全体でのイノベーションが促進されます。
* **宇宙ゴミ問題への貢献:** 宇宙軌道上給油は、機能停止した衛星が燃料切れで宇宙ゴミとなるのを防ぐだけでなく、将来的には、アクティブな宇宙ゴミ除去ミッションの燃料補給を支援する可能性も秘めています。欧州宇宙機関(ESA)が推進する「Clean Space」のような宇宙の持続可能性イニシアチブは、既存の衛星がゴミになるのを防ぎ、軌道上の環境を保全する上で、宇宙軌道上給油が果たす役割の重要性を示しています。
* **新興市場(特にアジア太平洋地域)での成長:** オーストラリア、インド、日本といったアジア太平洋地域の国々は、急速な経済発展と小型衛星コンステレーションへの注力により、宇宙産業が著しい成長を遂げています。この地域では現在、宇宙ゴミの軽減に焦点を当てた企業が多いものの、将来的には宇宙軌道上給油を含む軌道上サービスへの需要が高まり、新たな市場機会が生まれると予想されます。
* **軍事用途への拡大:** 軍事衛星は、通信、航法、監視、情報収集など、多岐にわたる重要な任務を遂行しており、その運用能力は軍事作戦に直接影響を与えます。米国宇宙軍は2025年に静止軌道で3機の小型衛星による軌道上給油実証を計画しており、Orbit Fab, Inc.は米国連邦政府の衛星との互換性を持つ給油ポート開発契約を獲得するなど、軍事分野での宇宙軌道上給油の活用は大きな機会となっています。
* **ロボットシステムのさらなる活用:** SPIDERのようなロボットシステムの開発と応用は、軌道上での組み立て、再構成、そしてより高度な衛星サービスにおける宇宙軌道上給油の能力を拡張します。これにより、複雑な修理やアップグレードが可能となり、衛星の寿命だけでなく、機能そのものを向上させる道が開かれます。
* **異業種間連携の促進:** 政府機関、民間企業、スタートアップ間の協力は、技術開発を加速させ、宇宙軌道上給油市場の発展を促進する上で不可欠です。このような連携は、資金調達、技術共有、リスク分散に貢献し、市場全体の成長を後押しします。

**セグメント分析**

宇宙軌道上給油市場は、地域、アプリケーション、エンドユーザー、サービスタイプなどの様々なセグメントで分析されています。

**地域別分析:**

* **北米:** 世界の宇宙軌道上給油市場において最大のシェアを占めており、予測期間中(2025-2033年)に年平均成長率(CAGR)97.29%で成長すると予測されています。この地域には、Northrop Grumman Corporation、Lockheed Martin Corporation、SpaceX、Momentus Space、Tethers Unlimited, Inc.、Orbit Fab, Inc.といった主要な業界プレーヤーが多数存在します。NASAのような政府機関に加え、個人投資家、ベンチャーキャピタリスト、そして航空宇宙大手企業が、宇宙軌道上給油技術の開発に大規模な資金を投入しており、これが市場成長の主要な推進力となっています。
* **欧州:** 予測期間中にCAGR 96.56%で成長すると見込まれています。欧州は、宇宙セクターに対する政府からの強力な支援と投資家の高い関心に恵まれています。D-Orbit SpA、Thales SA、LMO Spaceといった、軌道上給油ソリューションとサービスを世界中で提供する重要な企業が多数拠点を置いています。また、欧州宇宙機関(ESA)は「Clean Space」のような宇宙の持続可能性イニシアチブに資金を提供し、機能停止した衛星の軌道離脱を支援するなど、宇宙ゴミ問題への取り組みも積極的です。欧州の宇宙起業家への資金の大部分は、個人投資家とベンチャーキャピタリストから供給されています。
* **アジア太平洋:** この地域の宇宙産業は、オーストラリアやインドなどの経済が急速な発展を遂げていることで、大きな注目を集めています。この地域の国々は、衛星ベースのサービスを提供できる小型衛星コンステレーションの製造にますます注力しています。現在、この地域の成長は、オーストラリア、インド、日本を拠点とする企業によって牽引されるでしょう。アジア太平洋地域には、宇宙軌道上給油や軌道上サービスに特化した企業はまだ少ないものの、多くの企業が宇宙ゴミの軽減に取り組んでおり、将来的には宇宙軌道上給油への需要が高まる潜在力を持っています。

**アプリケーション別分析:**

* **通信:** 市場で最大のシェアを占めており、予測期間中にCAGR 95.62%で成長すると予測されています。通信衛星は主に高軌道に配置され、1基あたり1億5,000万ドルから4億ドルという非常に高額な費用がかかります。さらに、地球全体を完全にカバーするためには、通常3~5基の衛星を配置する必要があります。これらの高価な通信衛星が燃料切れになると、他のコンポーネントがまだ機能していても運用不能となるため、運用者にとって衛星を交換するコストは莫大です。したがって、燃料を補給する宇宙軌道上給油は、費用対効果が極めて高いソリューションとなります。
* **地球観測:** 地球観測衛星は、軌道上から地球を観測し、陸地、海洋、大気、氷に関する重要なデータを提供します。これらの衛星は、地球の資源の保護、監視、管理を可能にします。地球観測衛星の多くはLEOに存在し、リモートセンシングを行います。静止地球観測衛星は、1基で地球の約3分の1をカバーでき、3基のGEO衛星を120度間隔で配置することで、極地を除く地球全体にデータを提供できます。GEOは気象衛星にもよく利用されます。商業および政府機関のプレーヤーは、近い将来、地球観測衛星の宇宙軌道上給油の実証を行う予定です。例えば、NASAは今後数年以内にOSAM-1ミッションの一環として、ロボットアームを使用してLandsat 7地球観測衛星に燃料を補給することを計画しています。
* **航法:**(詳細な言及はないものの、市場概要で宇宙軌道上給油の適用分野として挙げられています。)

**エンドユーザー別分析:**

* **商業:** 市場で最大のシェアを占めており、予測期間中にCAGR 100.56%という最も高い成長率を示すと予想されています。主要プレーヤーによる技術進歩の急速な発展と、多額の投資が流入していることが、このセグメントの成長を後押ししています。一部の衛星運用者は、商業サービス開始時に最初の顧客となるべく、宇宙サービスプロバイダーと早期契約を締結しています。
* **軍事:** 軍事部門は、軍事通信、航法、監視、情報収集など、さまざまな目的で幅広い種類の衛星を利用しています。軍事衛星が遂行するミッションは、敵軍に関する早期警戒情報や部隊の移動・再配置に関する情報など、軍事要員の運用能力に直接的な影響を与えます。現在、軍事衛星の宇宙軌道上給油を実証するための複数のデモンストレーションが実施されています。例えば、米国宇宙軍は2025年に3機の小型衛星を静止軌道(GEO)に打ち上げ、推進剤タンクとのドッキングによる宇宙軌道上給油を試みる予定です。さらに、2022年3月には、Orbit Fab, Inc.が米国連邦政府が使用する衛星との互換性を持つ給油ポートを確保するため、1,200万ドルの契約を獲得しました。
* **民生政府および研究機関:**(その他のエンドユーザーとして言及されています。)

**サービスタイプ/運用別分析:**

* **軌道上ランデブー (In-Orbit Rendezvous):** 宇宙軌道上給油ミッションの成功には、軌道上でのランデブーが極めて重要です。衛星と給油機は、安全かつ正確にランデブープロセスを実行する必要があります。場合によっては、顧客衛星に接続され、姿勢制御、推進、推進剤移送を提供する延長カーが含まれることもあります。ランデブーが成功しなかったり、不正確に発生したりした場合には、ミッション計画と宇宙船設計における修正措置が必要となります。これは、ランデブー中に新しい車両が衛星に不正確に取り付けられると、結合された構造全体の重心が移動し、以前よりも不安定になり、タンブルする可能性があるため、是正措置が不可欠です。ランデブーが完了し、給油が不可能になった場合、他の活動への干渉を避けるために、ミッションは軌道離脱ミッションに切り替える必要があります。この革新的なアイデアは、特にGEOの衛星製造業者および運用者によって積極的に検討されており、GEO衛星に給油する最も実現可能な方法とされています。
* **軌道上燃料貯蔵 (In-Orbit Propellant Storage) / 燃料ステーション:** 宇宙空間に燃料ステーションを確立するというコンセプトが提案されています。これにより、組織は地球の軌道上に複数のガソリンスタンドを配置し、必要な衛星への給油を容易にすることができます。給油ミッションの成功には、宇宙軌道上給油サービスのターンアラウンドタイムを考慮することが不可欠です。燃料貯蔵庫が存在するということは、大量の燃料を積んだ複数の給油宇宙船が軌道上で待機しており、軌道上の様々な衛星に燃料を供給できることを意味します。あるいは、燃料が必要になるまで長期間、宇宙軌道上給油ステーションに燃料が貯蔵されることを意味します。しかし、軌道上燃料貯蔵は危険であるだけでなく、政府からの承認を得ることも困難です。宇宙の燃料ステーションは、その周辺に存在する衛星にとって重大な脅威となるため、たとえ燃料ステーションが建設される場合でも、安全かつセキュアな方法で開発され、他の衛星から適切な距離に保たれることが最も重要です。

**結論**

宇宙軌道上給油市場は、持続可能な宇宙ミッション、コスト効率の向上、そして宇宙ゴミ問題への対応という現代宇宙産業の主要な課題に対する画期的な解決策を提供することで、今後も飛躍的な成長を続けるでしょう。技術革新、政府および民間からの大規模な投資、そして主要プレーヤーの積極的な参加が、この市場の未来を明るいものにしています。


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          • 軌道上推進剤貯蔵
            • 価値別
      • メキシコ
      • アルゼンチン
      • チリ
      • コロンビア
      • その他のLATAM
    • 競争環境
      • プレイヤー別宇宙軌道上給油市場シェア
      • M&A契約と提携分析
    • 市場プレイヤー評価
      • アストロスケールホールディングス株式会社
        • 概要
        • 事業情報
        • 収益
        • 平均販売価格 (ASP)
        • SWOT分析
        • 最近の動向
      • アルティウス・スペース・マシーンズ株式会社
      • D-Orbit SpA
      • ロッキード・マーティン・コーポレーション
      • LMOスペース
      • マクサー・テクノロジーズ株式会社
      • モメンタス・スペース
      • オービット・ファブ株式会社
      • オブルタ・スペース・ソリューションズ
      • オービット・リサイクリング
      • スペースX
      • スペースロジスティクス(ノースロップ・グラマン・コーポレーションの子会社)
      • スペース・マシーンズ・カンパニー
      • スターフィッシュ・スペース株式会社
      • テザーズ・アンリミテッド株式会社
    • 調査方法
      • 調査データ
        • 二次データ
          • 主要二次情報源
          • 二次情報源からの主要データ
        • 一次データ
          • 一次情報源からの主要データ
          • 一次情報の内訳
        • 二次および一次調査
          • 主要な業界インサイト
      • 市場規模推定
        • ボトムアップアプローチ
        • トップダウンアプローチ
        • 市場予測
      • 調査の前提条件
        • 前提条件
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[参考情報]
宇宙軌道上給油とは、軌道上の宇宙船間で推進剤(燃料と酸化剤)を移送する技術を指します。これは宇宙機の運用期間延長、ペイロード質量増加、深宇宙探査実現を可能にし、宇宙活動の効率と柔軟性を飛躍的に高めます。軌道上給油により、打ち上げ時の推進剤搭載量制約が緩和され、より野心的なミッション遂行が可能となります。

この技術の主な用途は多岐にわたります。寿命が近づいた人工衛星に燃料を補給し運用期間を大幅に延長することで、投資対効果を高めます。また、打ち上げ時に燃料を少なくしてペイロードを最大化し、軌道上で補充すれば、より重い観測機器や物資を宇宙に運べます。特に深宇宙探査では、科学機器搭載量増加や効率的な軌道選択に極めて有効です。さらに、軌道間輸送機や宇宙タグボートといった再利用可能な宇宙機が、複数のミッションをこなすために繰り返し給油を受け、宇宙輸送コスト削減に貢献すると期待されています。

宇宙軌道上給油には、移送される推進剤の種類や給油方式によっていくつかのタイプが存在します。推進剤は常温貯蔵可能なヒドラジンやMONなどの貯蔵型と、極低温貯蔵が必要な液体水素や液体酸素といった極低温推進剤に大別されます。極低温推進剤は高い性能を持つ一方で、極低温環境維持や蒸発(ボイルオフ)