特開 2023-113125 宇宙太陽光発電システムのエネルギー輸送方法、宇宙空間から地球へのエネルギー輸送方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023113125

(43)【公開日】2023-08-15

(54)【発明の名称】宇宙太陽光発電システムのエネルギー輸送方法、宇宙空間から地球へのエネルギー輸送方法

(51)【国際特許分類】

   B64G 1/66 20060101AFI20230807BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20230807BHJP

   B64G 1/44 20060101ALI20230807BHJP

【ＦＩ】

B64G1/66 Z

B64C39/02

B64G1/44

【審査請求】有

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023007722

(22)【出願日】2023-01-22

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-06-01

(31)【優先権主張番号】P 2022015274

(32)【優先日】2022-02-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2022086263

(32)【優先日】2022-05-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】714009083

【氏名又は名称】西沢 克弥

(72)【発明者】

【氏名】西沢 克弥

(57)【要約】

【課題】宇宙太陽光発電ＳＳＰＳにおいて宇宙から地上まで発電による電力やエネルギーを届ける方法に課題があった。宇宙から空中まで電力を届ける事、電力を届けるときに電力を受け取る設備の周囲の安全を確保する事、宇宙から空中を経て地上までエネルギーを送電・輸送することに課題があった。
【解決手段】本願では宇宙空中間と空中地上間に関して検討し宇宙空中間ではＵＶ－Ｃ等の酸素原子含む大気に吸収される短波長の光子を用いる光子の発光部１と受光部２からなる系を提案する。また空中地上間では前記受光部と接続可能な航空機３による水・酸素・水素による燃料の輸送系を提案する。さらに月面に配置したＳＳＰＳについては一時的に月面の酸素と化合した資源を還元し燃料として宇宙から地上へ投下し地上で利用する系を開示する。また前記受光部２により航空機３を稼働させる用途や、無線タグの給電用途を開示する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発電により生じた電力又はエネルギーを地上に届けるエネルギー輸送方法であって、
前記エネルギー輸送時に大気又は酸素原子を用いる前記エネルギー輸送方法であって、
月面又は衛星又は地球を除く惑星又は宇宙空間に配置された発電部の前記発電により生じた電力又はエネルギーを宇宙空間から空中を経由して地上又は空中にエネルギーを届ける事が可能な、エネルギー輸送方法。

【請求項2】

宇宙太陽光発電により生じた電力又はエネルギーを、
地上に届けるエネルギー輸送方法であって、
月面又は衛星又は地球を除く惑星又は宇宙空間に配置された宇宙太陽光発電部の、
前記宇宙太陽光発電により生じた電力又はエネルギーにより生成された還元剤を、
宇宙から空中を経由して地上に届け、
地上の大気中の酸素を用いて酸化することにより、
化学エネルギーとして利用可能な、
請求項１に記載のエネルギー輸送方法。

【請求項3】

前記酸素原子を用いる前記エネルギー輸送方法であって、
前記エネルギー輸送方法において、月から採掘・採取された、ケイ素酸化物又はＳｉＯ２又は金属酸化物又は酸化物を、前記宇宙太陽光発電により生じた電力又はエネルギーを用いて還元し、ケイ素又はＳｉ又は金属又は還元された物体（５Ｍ又は５ＭＣ）を得て、前記金属ケイ素又は金属又は還元された物体を地球に投下して届けた後、地球にて地球上の酸素と、前記金属ケイ素又は金属又は還元された物体とを化学反応させることで、地上にて化学エネルギーを生じさせ地上のエネルギー需要地にてエネルギーを利用させる、
宇宙から空中を経由して地上にエネルギーを届ける事が可能な、請求項２に記載のエネルギー輸送方法。

【請求項4】

前記エネルギー輸送方法において、
宇宙空間に打ち上げた燃料の原料を含む容器を用い、宇宙太陽光発電部にて得られた電力又はエネルギーにより前記原料を還元し還元剤を生成し、前記還元剤を地上に投下し、前記投下された還元剤を地上で酸化することによって、宇宙から空中を経由して地上にエネルギーを届ける事が可能な、請求項２に記載のエネルギー輸送方法。

【請求項5】

宇宙太陽光発電部に光子を発生させる光子発生部（１）を備え、
成層圏以上の高度に配置可能な、又は対流圏以上の高度に配置可能な航空機（３）に前記光子発生部（１）から照射された光子を受光可能な受光部（２）を備えさせ、前記光子発生部（１）から前記受光部（２）へ光子を照射するステップと
前記受光部（２）で収集した前記光子のエネルギーを用い、
地上から輸送された燃料の原料を還元して還元剤を生成し、
前記還元剤を地上に投下し、
前記投下された還元剤を地上で酸化することによって、
宇宙から空中を経由して地上にエネルギーを届ける事が可能な、
請求項２に記載のエネルギー輸送方法。

【請求項6】

前記光子が大気の窓を透過しない光子、
若しくは、前記光子が大気に吸収され地上までは透過しない光子、
若しくは、前記光子が紫外線よりも短波長の光子、
若しくは、ＵＶ－Ｂよりも短波長の光子である、
請求項５に記載のエネルギー輸送方法。

【請求項7】

前記光子はレーザー又は粒子加速器にアンジュレータ・磁石などの放射光発生手段を用いて発生させた放射光の形態をとる、請求項６に記載のエネルギー輸送方法。

【請求項8】

宇宙太陽光発電部に光子を発生させる光子発生部（１）を備え、
成層圏以上の高度に配置可能な、又は対流圏以上の高度に配置可能な航空機（３）に前記光子発生部（１）から照射された光子を受光可能な受光部（２）を備えさせ、
前記光子発生部（１）から前記受光部（２）へ光子を照射する手順と、
前記受光部（２）で収集した前記光子のエネルギーを用い動作する手順により、
エネルギー供給を受け、飛行・推進・浮遊・機器の動作を行う、
請求項１に記載のエネルギー輸送方法を用いて動力を得る、航空機。

【請求項9】

請求項８に記載の航空機（３）を編隊飛行させ、
前記航空機（３）に備えさせた発光部又は無線送信部から信号を出力させることにより構成する、アドバルーン又は展示又は広告画像の出力装置を含む、展示装置。

【請求項10】

請求項８に記載の航空機（３）を複数編隊飛行させて構成する航空機群。

【請求項11】

請求項１０に記載の複数の航空機（３）を編隊飛行させて構成する、
前記航空機群（３ＦＯＲＭ）を用いるロボットシステムであって
ヒト型又は生物型・動物型の前記ロボットシステムであって、
ヒトまたは生物・動物の頭又は胴体と足又は手に該当するロボットアーム、
又はロボット式の四肢、又は複数機の航空機（３）を備える、
前記ロボットシステムであって、
ヒトまたは生物・動物の頭又は胴体と足又は手に該当する航空機のうち１機は前記受信部（２）又は受光部（２）を備える航空機であって、
ヒト型又は生物型・動物型となるよう前記複数の航空機を編隊飛行させる、
若しくは、
ヒトまたは生物・動物の頭又は胴体と足又は手に該当するロボットアーム、
又はロボット式の四肢、又は複数機の航空機（３）を動作・移動・駆動させる、
前記航空機群（３ＦＯＲＭ）を用いるロボットシステム。

【請求項12】

宇宙太陽光発電により得たエネルギーを前記受光部にて受け取り、
熱気球またはロジェ気球の熱気球用ガス又は流体の加熱に用いる特徴を備えた、
請求項８に記載の航空機。

【請求項13】

宇宙太陽光発電部に光子・レーザー光を発生させる光子発生部（１）を備え、航空機（３）に前記光子発生部（１）から照射された光子を受光可能な受光部（２）を備えさせ、
前記光子発生部（１）から前記受光部へ光子を照射するステップと、
前記受光部（２）で収集した前記光子のエネルギーを用い、エネルギーを得る航空機（３）と、前記航空機（３）の備える電波を用いたワイヤレス伝送設備（３ＷＥＰ）から、地上又は空中のワイヤレス伝送の受電部または無線式タグ（２ＴＡＧ）へ、ワイヤレス伝送を行うことで、宇宙から空中を経由して地上の受電部へエネルギーを届ける事が可能な、エネルギー輸送方法であって、
前記光子が大気の窓を透過しない光子、
若しくは、前記光子が大気に吸収され地上までは透過しない光子、
若しくは、前記光子が紫外線よりも短波長の光子、
若しくは、ＵＶ－Ｂよりも短波長の光子である、
請求項１に記載のエネルギー輸送方法。

【請求項14】

前記ワイヤレス伝送によりエネルギー給電されビーコン又は無線通信を行う電力を得る無線式タグ（２ＴＡＧ）であって、
前記航空機（３）又は無人航空機（３ＤＲＯＮＥ）により前記タグ（２ＴＡＧ）の発するビーコン又は無線通信信号又はタグに含まれるセンサの測定情報の検知を行うことのできる、請求項１３に記載の無線式タグ。

【請求項15】

前記無線式タグをビーコン又は無線通信により検知する際に、用いられる無線式タグが貼付薬（２ＴＡＧ－ＰＡＴＣＨ）と組み合わせて用いられる特徴を持つ、請求項１４に記載の無線式タグ。

【請求項16】

請求項１５に記載の前記無線式タグを、
ヒト又は衣類又は下着に取り付けて、
前記ワイヤレス伝送により前記無線式タグを充電し、
前記ビーコン又は無線通信信号又はタグに含まれるセンサの測定情報の検知を行う、
ドローン（航空機３）に搭載したタグスキャナを用いて、
ヒト又は老人又は子供の見守りに用いる、見守り方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願（本特許出願又は実用新案登録出願）は、宇宙太陽光発電システムの宇宙・空中・地上間の送電システム・エネルギーの輸送方法に関するものである。 宇宙空間から地球へのエネルギー輸送方法も含む。

【0002】

発明者は本願は優先権主張をする必要はない独立した出願・考案であると考えている。しかし本願の発明者が過去１年以内に出願した出願の中に本願と関連のある内容（例えば粒子加速器とアンジュレータ等を用いて生じさせる放射光、及び放射光で発生可能な光子、例えば紫外線光子が大気に吸収される旨の記載を含む優先権主張可能文献１と、電力を宇宙から地上に送電しえるケーブルを備えてもよい軌道エレベータに関する記載を持つ優先権主張可能文献２）があり、それら文献は日本国特許庁で公開されているので、本願では前記２つの文献について優先権を主張し、参照して援用する。前記優先権主張可能文献１は特願２０２２－０１５２７４又は特開２０２２－０５８８５３であって、前記優先権主張可能文献２は特願２０２２－０８６２６３又は特開２０２２－１０５７２６である。本願は特願２０２２－０１５２７４号と特願２０２２－０８６２６３号を参照して援用・引用する。また特許文献３と特許文献４として引用する。

【背景技術】

【0003】

宇宙太陽光発電システム（ＳＳＰＳ：Ｓｐａｃｅ Ｓｏｌａｒ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ）では宇宙空間に配置した太陽光発電システム（又は太陽光エネルギー収集装置）により得られた電力・エネルギーを地上の電力・エネルギー需要を持つ地上部・ユーザ部に届ける必要があった。

【0004】

＜ワイヤレス電力送電システム＞そこで特許文献１や非特許文献１のようにＳＳＰＳから宇宙空間、空中を経由して地上へ電力を送電するワイヤレス電力送電・ワイヤレス電力伝送・ワイヤレス伝送が検討されている。前記ワイヤレス電力伝送には波長の長い光子でもあるマイクロ波など電波を用いるものと、波長の短い光子である赤外線等光子やそのレーザー光を用いるものが提唱され検討されている。またスマートフォンや電気自動車、無線式タグ等電気機器への前記ワイヤレス電力伝送・給電も検討されている。

【0005】

＜燃料物質・エネルギー貯蔵物質を製造し需要地に輸送するシステム＞他方、ワイヤレス電力送電・ワイヤレス電力伝送を使わず、ＳＳＰＳ近傍のその場で電力を消費したり、その場で燃料物質・エネルギー貯蔵物質・物体を製造し地上等へ運ぶ系があってもよい。
●ＳＳＰＳで発電された電力を宇宙空間や宇宙基地、月面基地等で電力を発電したのちその場で利用できれば好ましい。前記その場で用いる場合として、例えば図３や図４のように月面（又は宇宙空間）で電力を用い何らかの燃料を製造し宇宙基地や地上に送り届ける系も検討されうる。

【0006】

●図３のように、燃料合成のため地上から例えば水（水素の酸化物）を送り、水を月面で電気分解し水素と酸素を得て再度地上に届ける場合、ロケット等の打上手段９（又は月から地上へのロケット等投下手段９）が高コストという課題がある。※但し打ち上げコストが低下した場合、この手法は利用されうる。低コストなロケットによる方法やマスドライバ、軌道エレベータなど非ロケットな方法の実現が期待される。※またＳＳＰＳの構築・建造のために部品や基材の打上に低コストな打上手段９があると好ましい。●本願は打上手段に関する考案ではないのでマスドライバ等打上手段の詳細に関する事項は省略する。

【0007】

●図４のように、月の岩石等資源に含まれる二酸化ケイ素（又は酸化アルミニウム等金属酸化物、酸化鉄、若しくは水・酸化された水素を含む物質等の月面上酸化物）をＳＳＰＳで得られた電力により還元し金属ケイ素等還元された物質を得て地上に輸送・投下して届けて、地上にて金属ケイ素等還元された物質等を何らかの方法で酸化させる系により酸化還元によるエネルギーを得てもよい。※ただし、この系では月面の物質を採掘し還元・エネルギー貯蔵に用い地上に届けるため、月面の物質を取り除いて地球に移し替えている事になり、月の質量を減らしてしまいかねない。（短期的には問題は生じないかもしれないが、長期的に見ると地上で燃料として使い終わった使用済み燃料物質を再度月面に輸送して月の質量を保つ必要があるかもしれない。その場合地上から月への打上が必要になりコストが生じる。）

【0008】

●上記燃料物質を輸送する案では、その燃料製造事業の始めの時期では月面の物質を採掘し還元又はエネルギー貯蔵し地上に向け燃料を出荷できる。しかし長期的に見れば月から取り去った物体の量を補うように月へ物体を打ち上げる必要があり、月の質量を回復させる場合、安価な打上方法が必要である。●地上から月に打ち上げる安価な方法や、月面から地球に向け送り届けるマスドライバ等９があってもよい。（特許文献２で触れている分野での非ロケットな打上方法の進展や再利用可能なロケットの利用進展が望まれる。）

【0009】

特願２０２１－１８１５３９や特表２０２２－５２７１２７によれば、宇宙空間の真空を用いて機能膜（半導体膜・金属膜等）を製膜し太陽電池・レーダ・鏡デバイス（望遠鏡・反射鏡、太陽光を反射させる大面積鏡デバイス）など大面積の部品を製造する方法に関する記載があり、本願の図４のＳＳＰＳを用いる系でもそれら方法により太陽電池・太陽エネルギーを収集し利用する装置の宇宙・月基地近傍の（その場）製造に用いてよい。

【0010】

●月に含まれる二酸化ケイ素等無機物を用いて太陽電池や太陽エネルギーを収集し利用する装置を製造してもよい。地上から打ち上げる部材を少なくするため、月にある資材・資源を利用してもよい。例えば図４の月面では太陽電池を月の資源（酸化ケイ素やその他無機物）とＳＳＰＳの電力と地球から持ち込んだ製造設備等を用い、酸化ケイ素ＳｉＯ２を還元しシリコンＳｉを得て、シリコン太陽電池を製造し、ＳＳＰＳに利用してよいし、太陽電池用に製造した結晶シリコンＳｉや太陽電池グレードでないシリコン・ポリシリコン・不純物の混ざる金属シリコン（発明の範囲を限定しないように記載する場合、還元された物質５ＭＣでもよい）を燃料として月面にて利用したり地上に投下してよい。
●また地上から打ち上げる部材を少なくするため月の資源にＳＳＰＳのエネルギーを蓄積させ地球に投下して地上にてエネルギーを利用してもよく、図４のような燃料製造方法を利用してよい。

【0011】

または特願２０２１－１８１５３９明細書に記載のように、打上装置９を用いて地上から太陽電池材料を宇宙空間・月に輸送し、前記太陽電池材料を用いて太陽電池・太陽エネルギーを収集し利用する装置（太陽電池、鏡、反射鏡）を製造してもよい。

【0012】

地上から打上する際に、直接遷移型・直接遷移型で吸光係数が大きく光電変換に必要な光電変換層・機能膜が薄く済む、省資源な材料（該材料の例：化合物半導体材料、ＣＩＧＳ太陽電池等で利用）を用いてもよい。ガリウムやインジウム等月で採掘できるか不透明な材料が必要な場合には地上から輸送してよい。

【0013】

＜エネルギーの輸送方法＞
本願はワイヤレス送電・ワイヤレス電力伝送・ワイヤレス電力送電・ワイヤレス伝送や燃料輸送を含めた エネルギーの輸送方法を開示する。
本願ではＳＳＰＳから地上又は空中に対してワイヤレス送電手段を用いてよい。非特許文献１によればマイクロ波やレーザー光による電力送電が検討されている。但し、マイクロ波やレーザー光を用いる系ではＳＳＰＳから発せられたマイクロ波・レーザーを受信する際に、送信電力が高い場合、地上側での受信部・受光部近くの人体・生物・環境・電気機器等・無線機器・通信機器に影響・被害が出る恐れがあった。この改善策として、送信電力を低下させて運用する事が想定されている。

【0014】

●本願では、受信部２・受光部２の面積を大きくとり、低い送信電力であっても広い面積の受信部２・受光部２（マイクロ波の場合レクテナ等、レーザーの場合受光素子・光電池・太陽電池・反応器・化学反応器・光や熱による化学反応器等）にて受信・受光させる構成があってもよい。（例えば太陽光のエネルギー密度は稀薄であるが、それを地上の大面積太陽電池で受光するように、ＳＳＰＳの送信部の発する光を地上の大面積受信部で受け止めるようなイメージ）

【0015】

●送信電力を低下させて運用する方式では、マイクロ波・電波の場合受信部２・受光部２が大面積になる事が必要であり大面積レクテナなどによる高コスト化や用地確保の問題を含んでいる。●また（レーザー光・電波の形態で）送信に用いる光子は大気を透過する波長であるため、送信出力を低下させたとしても受信部・受光部近くの住民は大気透過性のある波長の光子が届く・届いているかもしれないと心配させる恐れがあった。●ＳＳＰＳ衛星の向きが少し変わり受信部でない居住区に向けて大気を透過する光子・電波が送信され到達しうること、そのように人々を心配させうる光子の種類・波長を用いることが課題であるかもしれない。●このように、地上にＳＳＰＳの電力を大気の窓を透過できる光子の形で届けることで地上に住む人や生物、環境に悪影響を与えるのではないかという課題があった。

【0016】

＜地上に到達しにくい波長の光子を地球上空の空中構造物３で受け止める方式＞
地上の設備２で受信する場合、大気を透過する光子を用いることで上記課題が生じうる。そこで本願では大気を透過しない・しにくい光子を用いＳＳＰＳのワイヤレス電力送電システム（ワイヤレス電力伝送システム）を構成しＳＳＰＳの電力又はエネルギーの送信・送電・伝達・伝送に用いる事を提案する。

【0017】

大気を透過しない光子であっても、（例えば対流圏の上部、成層圏、成層圏の上層部で）図１の受光部２により受信するために、高空であって大気の密度が少ない・稀薄大気下に配置された、高高度通信プラットフォーム（ＨＡＰＳ）の３や高高度に配置された航空機３・電動気球３に、本願図１や図２等のように本願ＳＳＰＳの受光部２（空中受信部・受光部２、高高度受信部・受光部２）を備えさせ、宇宙空間に配置されたＳＳＰＳ等の送信部１・発光部１（ＳＳＰＳ及びＳＳＰＳからのレーザー光をリンクさせるＳＳＰＳ中継衛星１ＬＩＮＫ、ＳＳＰＳとＳＳＰＳ中継衛星の群・コンステレーションに複数含まれてよい送信部１・発光部１）から送信・発光・照射・発射された大気を透過しない光子の波長を持つレーザー光を、前記受信部２・受光部２に向けて発射・照射・送信させ（又は受光部２へ発光部１のレーザー光を命中・受光・光電変換、物体物質の加熱や化学反応等させ）ワイヤレス電力伝送・ワイヤレスエネルギー伝送を行う事を本願では提案する。

【0018】

＜既報との比較＞特許文献１の図１等ではマイクロ波・レーザを受信する空中・対流圏（高度１０から１６ｋｍ）上空の飛行船（５）に受信部（１）を備える構成が開示されている。本願では受信部２と航空機３の高度は５０ｋｍから２０ｋｍの成層圏に配置してよい。（※航空機の実績では高高度気球では高度５３ｋｍまで気球を上昇させた例がある。無人気球到達高度の世界記録更新について、令和５年１月１９日閲覧、インターネット、ＪＡＸＡ、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｊａｘａ．ｊｐ／ｐｒｅｓｓ／２０１３／０９／２０１３０９２０＿ｂａｌｌｏｎ＿ｊ．ｈｔｍｌ）

【0019】

＜高高度での大気密度、組成＞●対流圏において酸素・オゾンは地上と同じく存在しており、対流圏での大気密度は地上の密度（１．２９３ｋｇ／立方メートル）の１３％である。それよりも高高度の成層圏（成層圏プラットフォームの配置される高度２０ｋｍ以上）では高度２０ｋｍで気圧１００ｈＰａであり、高度３２ｋｍでは０．０１３ｋｇ／立方メートルである。高度４０ｋｍで気圧１０ｈＰａである。（参考：気象庁ＨＰ、大気の構造と流れ、令和５年１月８日閲覧、インターネット、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｊｍａ．ｇｏ．ｊｐ／ｊｍａ／ｋｉｓｈｏｕ／ｋｎｏｗ／ｗｈｉｔｅｐ／１－１－１．ｈｔｍｌ）●高度１６ｋｍの対流圏やその境界面の上空では大気密度０．１６ｋｇ／立方メートル、高度３２ｋｍでは０．０１３ｋｇ／立方メートルである。（高度６８ｋｍでは０．０００１１ｋｇ／立方メートルであり成層圏近傍で大気密度、酸素の密度が減少する）地上から高度８０ｋｍまで大気組成、酸素・窒素などの成分比は地上と同じであり、１６ｋｍから３２ｋｍでは酸素量が１０分の１に低下するため、酸素と紫外線により化学反応・光反応するＵＶ－Ｃ等の短波長の光子（紫外線からエックス線までの短波長光子）を受光部に到達させるときの射線中で減衰させずに受光部２へ受光させるには、高度１６ｋｍの対流圏より高度３２ｋｍの成層圏上層側のほうが好ましい。したがって本願では受光部２と航空機３の高度は５０ｋｍから２０ｋｍの成層圏とすることが好ましい。（但し、図１や図２の例などで受光部２を含む航空機３と燃料合成航空機３ＦＵＥＬを用いる場合、３ＦＵＥＬでもある３は地上から成層圏までを航行してよく、３の高度を一定に保たない・問わない形での利用も検討されうる。）

【0020】

＜対流圏と地上での空気密度と光子吸収度合＞
●対流圏上層は地上の空気密度の１３％で約１０分の１である。例えば酸素・オゾンにより反応する紫外線側寄りの短波長光子の吸収度合いも対流圏上層では地上の約１０分の１となり地上の吸収度合いよりも減少する。
前記短波長光子を受光する受光部２の高度を対流圏上層の高度（高度１６ｋｍか）とした場合でも、或る波長の光子について仮に高度１６ｋｍで或る量（Ｘ％）が大気に光子が吸収されたとしても残りの量（１００％－Ｘ％）は受光部２で受光できるかもしれず、本願で大気を透過しにくい光子の利用を行う構成にて実用上利用できるかもしれない。その為、受光部２を配置すべき地上からの高度に関しては実証開発により条件を決める必要がある。
本願は例えば酸素・オゾン等紫外線の光子や、或いは大気により吸収される紫外線や一部赤外線の光子を大気減衰性のある光子・レーザー光としてＳＳＰＳの空中・地上へのエネルギー輸送利用する事を開示しており、受光部２の高度を成層圏に限定することは考えていない。（前記光子については例えば本願では１つの光子のエネルギーが大きい、大気や酸素・オゾンにより吸収されうる紫外線寄り短波長側の光子の場合についていくつか開示している。また赤外線の波長域では大気分子により吸収される波長が存在し、本願受光部２において前記波長の光子は利用はできるかもしれない。）
●本願の１つの目的は、地上の人家や、対流圏を航行する航空機の安全の確保であって、地上へ届きにくい光子を用い、発光部１からの誤射により受光部２で取り逃した光子が地上に到達しないようにする事であって、特許文献１に記載のように対流圏を超える高度（高度１６ｋｍ～）に受光部２を配置させてよい。地上から２０ｋｍから５０ｋｍの高度、若しくは５０ｋｍ以上の高度に受信部２を配置してよい。

【0021】

●受光部２は航空機３に搭載されてよく、航空機３はプロペラモータやジェットエンジンの動作できない（空気の薄い）高度であっても姿勢制御や推進等の航空機の移動や方向転換・移動を行わせるために、モーターやジェットエンジンのほか例えばロケットや光子セイルやイオン推進器のような推進装置３ＴＨを搭載していてもよい。（本願航空機３は本願図１１の構成や特許文献２の図６や図７のようなソーラープレーン３である航空機３でもよい。高高度プラットフォームＨＡＰＳとなる航空機３でもよい。）

【0022】

●常時受光部２へエネルギー伝送可能なＳＳＰＳにおいて、ＳＳＰＳによる電力・エネルギーを発光部１から受光部２に送信し、例えば航空機３に取り付けた受光部２において得たエネルギーを熱気球やロジェ気球の気体・流体を温める熱に用いる、航空機３が熱気球やロジェ気球の要素を含む、航空機３やソーラープレーン３でもよい。
●本願図６の３や３ＦＣＡＲの説明のように、ＳＳＰＳによる受光部２への常時エネルギー供給を用いることで飛行機の航続距離や熱気球の稼働時間を増やす効果があるかもしれない。航空機３や３ＦＣＡＲの浮上機構に熱気球を用いる場合に、常時熱気球３がエネルギーを受け取り熱気球を加熱し続けられ浮遊時の燃料や充電が不要になり、航空機３の航続距離を増加（又は常時飛行・常時浮遊・常時浮上）できる効果が生じる。

【0023】

＜光害＞●本願の形式では紫外線からエックス線までの短波長光子は人にとっては不可視の光の為、夜中であっても、光が見えないメリットがある。夜間の光害のような影響を減らせるかもしれない。（光害について不可視な光子に着目する場合、紫外光の他、赤外線・ミリ波でもよい。）

【0024】

＜本願の提案する短波長光子＞●本願はＵＶ－ＣやＵＶ－Ｂのような大気中（地上から２０ｋｍから５０ｋｍ或いはそれ以上の高度における大気 ）の酸素・オゾンと化学反応することにより吸収される系を用いてよい。本願は大気を利用する。

【0025】

●本願では大気圏・対流圏においてレーザーが大気の窓を透過できず、例えばレーザー光の光子の波長が近紫外線のＵＶ－Ｃ（波長２８０－２００ｎｍ）や遠紫外線（２００－１０ｎｍ）、真空紫外線（若しくは、使用時に安全性が確認でき可能であればエックス線・ガンマ線）等の短波長の光子であってもよい。

【0026】

ＵＶ－Ｂはオゾン、ＵＶ－Ｃは酸素・大気・オゾンにより吸収される特性があり、地上に到達しにくい利点を持ちながら、光子のエネルギーはマイクロ波・ミリ波よりも大きく取れるメリットがあるので本願の系で利用して良い。

【0027】

●ＵＶ－ＢやＵＶ－Ｃを含む紫外線は１つあたりの光子エネルギーが大きいので受光部２から得たエネルギーを持ちいる反応装置を小型化したり、光電変換装置（光電池）の半導体バンドギャップを高くするなどして光起電力を高くできて、受光部２の小型化・高出力化につながるかもしれない。

【0028】

●前記紫外線は１光子当たりのエネルギーが可視光・赤外光・電波より高く、物質に化学反応を起こすことに利用しやすいので燃料製造の点でもメリットがある。例えば光触媒を考えると、ミリ波や赤外線のような低エネルギー光子では酸化チタンを用いての光触媒反応は起きない。酸化チタンのバンドギャップ以上のエネルギーを持つ紫外線など光子にて光触媒反応が起きる。
●仮に受光部２が光触媒的な装置・反応器である場合、マイクロ波やミリ波を用いる系では受光部２での光触媒反応は起こせないが、本願主張の例えば紫外線（ＵＶーＡ・ＵＶ－Ｂ・ＵＶ－Ｃを用いる系）では受光部２で光触媒反応が起こせる。

【0029】

●このように光触媒若しくは光と物質の化学反応により燃料を作る場合には紫外線のような光子を受光部２で用いるメリットがあるかもしれない。

【0030】

●ミリ波やマイクロ波のような電波の形態の光子では化学反応に用いずらく、光電変換装置の起電力も低いかもしれない。（※受信部２において光子のエネルギーの大きさを問わず物体を加熱する場合、ミリ波やマイクロ波等電波により加熱可。またマイクロ波電波による加熱に用いる２や３では熱気球である３において、熱気球や、熱気球の気体加熱用素子の加熱に利用可能かもしれない。）

【0031】

●電波では大面積レクテナ等が必要で、エネルギーをレーザー光のように集中させにくい。他方、後述のタグ２ＴＡＧ・ビーコンタグ・ＲＦＩＤタグの形態ではエネルギーが拡散しやすいことを用いてタグの動作に用いる。航空機３からのタグ捜索、ＳＳＰＳ由来のエネルギーをレーザー光や電波で送信し航空機からのタグ捜索すること（見守に用いること）について開示する。

【0032】

本願では利用する光子の波長と大気圏での光子の吸収減衰を大気・対流圏の下にある居住地・人家に光子が届かず減衰するというフェイルセーフな設計に利用している構成である。
前記フェイルセーフな設計の意図は減衰を送信部１の向きずれなどで、受信部２ではない、人家のある方向に光子が照射されても、前記光子が短い波長であって、例えばＵＶ－Ｂ、ＵＶ－Ｃからエックス線までの光子は原子分子に作用し例えば大気分子・原子との化学反応（ＵＶ－Ｃであればオゾン生成）を起こしながら減衰・大気吸収される光子であって、大気に吸収され地上に到達しない（地上に到達する光子を低減できる）ことを想定し、光子が地上に到達しないことで対流圏の固定翼型航空機や地上の人家・生物に対し安全性を確保する設計）

【0033】

＜短波長な光子の発生・利用＞紫外線を発光できる紫外線レーザー、又は紫外線からＸ線ガンマ線等を発生させうるシンクロトロンなど粒子加速器等で生じさせた放射光発生装置（又は自由電子レーザー発生装置）を用いてよい。

【0034】

●例えば、紫外線レーザの例には、バンドギャップが紫外線の光子のエネルギーに相当する大きさを持つ窒化アルミニウムガリウムＡｌＧａＮ等の半導体により構成された長波長紫外線・中波長紫外線・短波長紫外線のレーザーダイオード等固体デバイスが公知でありそのような半導体による発光デバイス用いてよい。

【0035】

●また考案の範囲を限定しないよう列挙するとすれば、波長変換デバイス（例えば赤外光から紫外光への波長変換する装置・素子を用いてよい。Ｎｄ：ＹＡＧ結晶による赤外線レーザ波長１０６４ｎｍを紫外線２６６ｎｍへと波長変換させる結晶を用いる系が想定される。）若しくはエキシマレーザー装置（例えばＫｒＦを用いるときの波長２４８ｎｍであるＵＶ－Ｃの光子を生成）等を用いてよい。

【0036】

前記ＵＶ－Ｂ、（ＵＶ－Ａ、）ＵＶ－Ｃ、遠紫外線、真空紫外線、エックス線・ガンマ線等の短波長の光子を発光部１・送信部１で生じさせ、前記短波長の光子を受光部２・受信部２に向けて発射・照射・送信し、受光部２・受信部２に備えさせた受光素子２ＰＣＥにより光電変換させ電力を得てもよい。※本願はＳＳＰＳのエネルギー輸送方法とその利用に関する発明・考案であるため、光子を生成する装置・素子に関する詳細な記載は省略する。

【0037】

●また前記短波長の光子の持つエネルギーを、反応器２ＲＥＡや燃料原料に照射させ化学反応を起こし燃料製造してよい。（例えば受信部２で水から水素を生成する、地上の二酸化炭素を炭素・炭化水素と酸素へと還元する。受信部２でレーザー光を光電変換し電力として２や航空機３・輸送機器３・飛行機の編隊３ＦＯＲＭ・飛行自動車３ＦＣＡＲ・ロボット３の動力に利用する。）

【0038】

●図６の（ａ）のように受光部２にて光電変換した電力を２を含む航空機３を飛行させ航空機３のアクチュエータ等電気機器設備を動作させてもよい。また図６の（ａ）のように受光部２で得たエネルギーを航空機３は、航空機３を含む３ＦＯＲＭに含まれる航空機３Ａ１、３Ａ２、３Ｌ１、３Ｌ２にワイヤレス電力送電を行い電力供給し動かしてもよい。また３は３Ａ１、３Ｌ１等３ＦＯＲＭに含まれる物と通信できてもよい。３Ａ１、３Ｌ１等３ＦＯＲＭに含まれる物と、接触又は非接触の手段によりエネルギーや電力の共有・融通をできてもよい。

【0039】

●図６の（ｂ）のように受光部２にて光電変換した電力を２を含む航空機３（３ＦＣＡＲ）を飛行させ、旅客や荷物の輸送を行わせてもよい。

【0040】

図６（ｂ）のように航空機３に受光部２を備えさせ、クジラが息継ぎをするように適宜上空で前記光子の受光による３のリチウムイオン電池など二次電池や水素燃料・燃料電池系の充電を行わせた後、再度地上付近まで降下させ、３を輸送機器３として輸送用途に用いてよい。●航空機３は有人でもよいし無人でもよい。●無人飛行機３にて公知の運用、例えば、目的地までのナビゲーションや自動操縦・自動運転、スマートフォン端末での航空機３の配車（スマホで空中から地上へ３を召喚する）等を行ってもよい。●また見守り業務に用いてよく、例えば鳥獣被害に苦しむ山村の鳥獣の動向や威嚇など見守りや、町の警備に利用してもよい。

【0041】

無人航空機である３の場合、３が事故に遭遇した場合でも搭乗員がいないので被害を低減しうる。また無人航空機３はＧＮＳＳ等により測位を行いドローンや自動運転車では公知の自動運転を行わせることができ、かつ自動運転に加え、無人の（プログラムされた）編隊飛行３ＦＯＲＭを行ったり、飛行型の農林業・水産業・各種産業の業務を行う飛行型ロボット３ＲＯＢＯＴや旅客運輸業の用途での乗物、空中のホテルや空中ステーション（宇宙ステーションのような空中の滞在施設・基地）のような住宅や住居・不動産の業務に利用されうる。

【0042】

●本願により航空機３（これは宇宙太陽光発電で随時給電またはエネルギー補給を受ける航空機３）はジェットエンジン機のような給油ステップや電池式ドローンのような充電ステップを無くすことができ、航空機３が地上に戻り待機する時間を減らす・無くす。

【0043】

●地上の空港が機能せず、空港に滞在したり燃料補給できない場合でも、本願の１と２と３を用いる系では、３は上空で充電・エネルギー補給が可能で、空港が使えない場合でも飛行を継続しうる。

【0044】

●図６（ｂ）では３機の飛行自動車３ＦＣＡＲがタクシーのように入れ替わり旅客や貨物を輸送する構成である。●他方、飛行自動車３ＦＣＡＲが例えば東京‐沖縄間や東京‐小笠原諸島‐グアム間の経路を飛行する際に、前記経路の上空で受光部２に対し１から光子を送信し前記充電・エネルギー供給できれば航続距離を延ばすことが可能になる。
●図１０では例えば日本から日本の裏側付近のウルグアイに向けて、途中で太平洋・大西洋洋上やニューヨーク付近の洋上の上空等で本願１と２により３・３ＦＣＡＲがエネルギー補給を受けながら飛行し旅客を輸送する概念の説明図を開示している。（地上に降りて充電・給油しなくとも、上空で１と２と前記光子により随時充電・エネルギー補給が可能になり３ＦＣＡＲの航続距離を増加できる）

【0045】

●図６（ａ）の構成では３ＦＯＲＭを用いて空中にアドバルーン３ＦＯＲＭ－ＡＤ－ＢＡＬＬＯＯＮや３ＦＯＲＭの編隊機構によるショー・演技・競技（例えばロボット型３ＦＯＲＭによる競争・レース競技・サバイバルゲーム）・ミッションを行う装置（３ＦＯＲＭ－ＡＣＴＩＮＧ）若しくは編隊機構によりヒト型の四肢と胴体を持つ人型ロボットをショーや何かの労働・見守り業務・輸送業務・娯楽用・ロボット競技用にもちいるための編隊３ＦＯＲＭによる人型ロボット３ＦＯＲＭ－ＨＵＭＡＮＯＩＤでもよい構成が開示されている。

【0046】

●３ＦＯＲＭ－ＨＵＭＡＮＯＩＤは飛行機械であり自重を考慮する心配の少ない、やや巨大な人型ロボットや、ヒト・動物（虎や兎、干支の動物、ライオン・犬・猫など）・植物・架空の生物（竜等）・キャラクターを模した人形又は張子等オブジェクトを構成してよい。●この場合もＳＳＰＳと１と２の利用により地上での充電・エネルギー補給が不要で空中での常時ミッションが可能になるかもしれない。

【0047】

マイクロ波と比べ紫外線からエックス線領域の光子は光子１つ当たりのエネルギーが大きく、（大気分子と反応・化学反応するなどで吸収され減衰でき、）波長が短いことで受信部２の大きさを小型化できる。（マイクロ波領域の光子では受信部２はアンテナ・レクテナであるところ、紫外線よりも短波長な光子では光電池や水等物質を水素等燃料物質に化学変化させる反応器でよい。）

【0048】

＜大気中で減衰する光子を受け取るための高高度受信部２＞本願では前記減衰する光子を用いるため、地上から見て高高度な稀薄な大気である区間に受信部２を設置する事が必要となる。

【0049】

＜大気を透過しない光子の発生・利用＞上記ＵＶ－Ｃ域の光子（酸素・オゾンの化学反応を起こすことで大気中に吸収される光子）を例として示した。波長１ｎｍから２８０ｎｍの紫外線では大気の吸収が大きい。（１ｎｍから２００ｎｍまでは特に吸収大）その１ｎｍから２８０ｎｍまでの光子を用いる系では地上まで光が透過せず、地上の安全が保てるかもしれない。紫外線の他に、大気を透過しない光子・大気の窓で遮られる光子として波長１マイクロメートルから１０マイクロメートルの赤外線域の光子とそれを用いたレーザ光も検討されうる。非特許文献３では特許文献１ではミリ波について記載されている。ミリ波もまた大気中で吸収されうる。本願では大気中の分子に吸収される紫外線よりも短波長側の光子と赤外線よりも長波長側の光子、ミリ波など光子を用いてよい。
実際の実証時には光子の波長を選定する必要があり、本願では大気（例えば酸素・オゾン）に吸収される光子の系を開示するが、光子の波長は限定できていない。

【0050】

＜空中の受光部２を含む航空機３で得られたエネルギーを地上に輸送する手段＞特許文献１によれば宇宙空間から地上まで電波又はレーザーからなる系（光子のみの系）を用いてＳＳＰＳのエネルギーを地上に輸送することが開示されている。また非特許文献４には波長１０７０ｎｍ付近（近赤外）のレーザーにより地上にエネルギーを伝送することが開示されている。

【0051】

本願では図１のように受光部２を含む航空機３に地上部へのケーブル１２（例えば先の出願での空中構造物２と地上部を結ぶケーブル１２や宇宙構造物１・空中構造物２と地上を結ぶ軌道エレベータ部のケーブル１２を引用し参照する）やワイヤレス送電手段３ＷＥＰを備えさせることも検討したが、ワイヤレス送電では電波が拡散しやすいこと、ケーブルでは成層圏まで軽量かつ低抵抗の送電線が得られるか不明なことを考慮し、電力エネルギーを化学エネルギー・燃料に変換して届ける方法を図２に開示する。また燃料を用いる系として図３、図４、図５を開示する。その他形態・説明図は本願図面で開示する。

【0052】

特許文献２では軌道エレベータ、オービタルリングシステム・軌道リング、マスドライバ等非ロケットな打上方法に関する記載が開示されている。●ＳＳＰＳの建造を含む宇宙開発分野において、低コストな打ち上げ手段（ロケットや非ロケットな方法を含む）がおおいに望まれる。

【0053】

●例えば特許文献２の図１Ａや図１では軌道エレベータ部になるケーブル１２は軌道リングでもよい、大規模な回転移動する環状構造物（１や２）に生じる遠心力等に空中・宇宙空間の高度に前記環状構造物が保持され、その環状構造物にケーブルがぶら下がる形でケーブルの重量を空中で釣り上げ保持する低軌道での軌道エレベータの構成である。●前記軌道リングや軌道エレベータはＳＳＰＳの建造やＳＳＰＳで得たエネルギーについて、宇宙‐地上間での建設物資の輸送と前記構造物・電線・ケーブルでの電力輸送・燃料輸送も可能にする一方、装置が大規模なことが課題であった。●しかし本願ではそのような大規模環状構造物はなく、航空機３の浮力等航空手段による力以外はケーブル１２を釣り上げる大きな力の無い系であり、高高度気球などを用いてよく、ＳＳＰＳ由来のエネルギーにより加熱される熱気球でもよく、前記気球に充填する浮遊・浮上用のガスは水素ガス・ヘリウム・メタンなど空中に浮上可能なガスによる浮力のみの系でもよい系である。●本願は例えば特許文献２の所謂軌道リング・軌道エレベータと比較しコンパクト・小規模な気球であってもよい航空機３を用いＳＳＰＳからのエネルギーを地上に届けるための考案である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0054】

【特許文献1】特開２００４－２６６９２９号

【特許文献2】特開２０２３－００１３７２号

【特許文献3】特開２０２２－０５８８５３号

【特許文献4】特開２０２２－１０５７２６号

【非特許文献】

【0055】

【非特許文献1】宇宙太陽光発電システム（ＳＳＰＳ）の研究 ［ＪＡＸＡ、令和５年１月６日閲覧、インターネット、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｋｅｎｋａｉ．ｊａｘａ．ｊｐ／ｒｅｓｅａｒｃｈ／ｓｓｐｓ／ｓｓｐｓ－ｓｓｐｓ．ｈｔｍｌ］

【非特許文献2】Ｔｈｅ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｗｉｎｄｏｗ［アメリカ海洋大気庁ＮＯＡＡ、令和５年１月８日閲覧、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｎｏａａ．ｇｏｖ／ｊｅｔｓｔｒｅａｍ／ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ／ａｂｓｏｒｂ］

【非特許文献3】大気の窓［気象衛星センター、気象庁ＪＭＡ、令和５年１月８日閲覧、インターネット、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｄａｔａ．ｊｍａ．ｇｏ．ｊｐ／ｍｓｃｗｅｂ／ｊａ／ｐｒｏｄ／ｂａｎｄ＿ｗｉｎｄｏｗ．ｈｔｍｌ ］

【非特許文献4】レーザー無線エネルギー伝送技術の研究［ＪＡＸＡ、令和５年１月２１日閲覧、インターネット、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｋｅｎｋａｉ．ｊａｘａ．ｊｐ／ｒｅｓｅａｒｃｈ／ｓｓｐｓ／ｓｓｐｓ－ｌｓｓｐｓ．ｈｔｍｌ ］

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0056】

次に本願における課題と解決方法を記載する。
＜第１の課題＞
発光部１・送信部１の方向のずれなどで、地上に向けて大気の窓を透過できるレーザー光やマイクロ波など電波の形態による送信方法では、地上まで光子或いはワイヤレス伝送・送電のエネルギーが送信されてしまう。その形態では送信電力を減らせるとしても地上に暮らす人々へ危害が及ぶ可能性があり、電波やレーザーの形態をとる光子が大気を透過して地上に届くのではないかという人々の不安を解消する方式が必要であった。

【0057】

●送信部１の送信する光子を地球の大気に吸収されやすい波長の物に限定し運用することで、地上の人々の安全を確保しつつＳＳＰＳによるワイヤレス電力送電を行う系を考案する必要があった。

【0058】

●本願では大気中で吸収される等で地上まで送信されない光子を用いることで、対流圏上層部や成層圏等の空中までエネルギーは届くが、地上までエネルギーは届かない構成を提案する。

【0059】

●特に、例として大気の窓により透過されない光子として大気中の酸素・オゾン等が化学反応するなどして吸収され、大気に対する透過率がゼロに近くなる光子の波長を用いることを提案する。

【0060】

＜第２の課題＞
地上のレクテナ等へ向けて航空機からマイクロ波で拡散させながらエネルギーを送信する場合、エネルギーが拡散し、効率よくエネルギー伝達できない事が想定される。例えば本願図１の３ＷＥＰから地上の２ＬＡＮＤ・２ＴＡＧ・２ＷＥＰの区間で無線を用いると電波が拡散しながら前記部分に到達する。エネルギー密度の高い電波は地上の住人を不安にする等の問題がある。

【0061】

また電波・ワイヤレス手段でなく電線・ケーブルによる電力送電を行おうとしても重量面で空中の３から地上４までケーブルを配置することが困難である問題がある。

【0062】

●そこで空中の航空機３と地上部４の間で、ワイヤレス電力送電や電線・ケーブルによる送電など電磁気的方法に限定せずにエネルギーを輸送する系を考案する事が課題であると出願人は考えた。

【0063】

●その結果、図２から図４に記載の燃料を用いる系を開示する。●また月にてＳＳＰＳを運用しエネルギーを燃料として送る場合、図４のように月資源の内、酸素と化合した物質（酸化ケイ素・酸化アルミニウム・酸化鉄・水等）を還元し地球へ投下する形態も開示する。

【0064】

＜第３の課題、実施例での課題＞
＜＜受光部２へ発光部１の光子を命中させる事と測位＞＞
●受光部２は小型であると好ましい。小型の場合、レーザー光を１から２に向けて（精度よく）照射させ・命中させる必要がある。（※受光部２は軌道エレベータや軌道リングのような規模の大きく複数の国の領土にまたがるものでないことが好ましい。日本国の領域の範囲内で提供できることが好ましい。）

【0065】

本願は図１０のように、例えば紫外線レーザを複数の１（１ＳＳＰＳ－ＳＡＴの複数機のコンステレーションに含まれる複数の１）から２に照射したとき、命中せず誤射した場合でも酸素・オゾン・大気によりレーザが減衰する設計ではあるが、誤射時はエネルギーロスとなるので、誤射なく命中させる方法が必要であった。

【0066】

●特許文献１において測位衛星のＱＺＳＳでも用いられる準天頂軌道を用いていることに注目し、図５では準天頂軌道に沿って運航・移動する複数の発光部１（又は複数の発行部１を備えたＳＳＰＳ付き人工衛星１ＳＳＰＳ－ＳＡＴ）を複数台準天頂軌道に配置し又は人工衛星コンステレーション１ＳＳＰＳ－ＳＹＳ－ＱＺＳＳーＳＥＩＺＡとしてよい。

【0067】

●１ＳＳＰＳ－ＳＹＳ－ＱＺＳＳーＳＥＩＺＡは準天頂軌道を運行することにより、日本の上空を常に１ＳＳＰＳ－ＳＡＴが通過し、地上・空中側の受光部２に入れ替わり常時光子を照射できる構成としつつ、全球測位衛星システムＧＮＳＳやＱＺＳＳによる測位システムのように１ＳＳＰＳ－ＳＹＳ－ＱＺＳＳーＳＥＩＺＡから送信された測位用信号を、受光部２に追加して配置した測位部２ＰＯＳＩにより、ＱＺＳＳによる測位システムを用いて測位できる構成としてよい。

【0068】

●受光部２の位置や受光部２と、１ＳＳＰＳ－ＳＡＴ又は１ＳＳＰＳ－ＳＹＳ－ＱＺＳＳーＳＥＩＺＡとの距離関係・３次元空間内での座標情報を調べるため２や２ＰＯＳＩと１ＳＳＰＳ－ＳＡＴ又は１ＳＳＰＳ－ＳＹＳ－ＱＺＳＳーＳＥＩＺＡはレーザーや電波による通信を行てもよく、前記通信手段を２や２ＰＯＳＩと１ＳＳＰＳ－ＳＡＴ又は１ＳＳＰＳ－ＳＹＳ－ＱＺＳＳーＳＥＩＺＡは備えてよい。

【0069】

●２や２ＰＯＳＩの測位に役立てる為、２ＰＯＳＩやそれを含む航空機３に原子時計等時計や高度計・センサ類・計器類を搭載してよく、例えば光格子時計方式の重力センサ・重力測定系を備えてよく、高度計を備えてよい。高度計により２や２ＰＯＳＩの配置された三次元空間の情報のうち高度の成分を高度計により測定して、全球測位衛星システムＧＮＳＳやＱＺＳＳによる測位システムによる測位の結果と組み合わせて測位や利用（１から２へ発射する光子を２へ命中させることへの利用）をしてもよい。●前記測位結果を用いて２ＰＯＳＩを備えた２に対し１から光子を照射してよい。

【0070】

＜＜ＳＳＰＳ発光部１‐受光部２区間と、受光部２‐地上間４区間の分離＞＞
●図５の（ａ）では１と２の間はその緯度経度の地上部に居住区の無い、例えば日本国の海上の上空に配置できる。２と３・３ＦＵＥＬにより光や電力のエネルギーを化学エネルギー・燃料に変換し、３ＦＵＥＬにより日本国の海上の上空から需要のある海洋の燃料貯留基地４ＳＴＡＴ（若しくは地上や海上の基地・燃料タンク４ＳＴＡＴ）に運搬できる。４ＳＴＡＴから地上ユーザ６又は居住区６に運搬又はパイプラインによる燃料圧送をしてよい。

【0071】

●図５の場合、受光部２を電線で電力網と接続する場合の送電ロスがない。また電線１２を釣り上げる航空機３は不要である。航空機３は電線を持ち上げる必要がない。（例えば航空機３の浮上する性能を自機分だけにできる。）

【0072】

●航空機３はＳＳＰＳによるエネルギーを受け昼も夜も浮上の為のエネルギーを使うことができ、対流圏や成層圏を飛行できうる。この際に航空機３が電線を保持し上空に浮かび上がるだけの力・浮力・飛行による高度を維持する力を保ち、航空機３が例えば全長２０ｋｍにもなるケーブル１２を保持できる場合は３ＦＵＥＬ等の燃料を介したプロセスは不要かもしれない。
（例えば地上による電線は横方向に電線を伸ばし、鉄塔は数百ｍ等の感覚で配置されている。また地上での電線は送電線・電柱・電線地中化されたトンネル等により重量を支えられている。それに対し、本願の航空機３と地上部１４や４とを結び付ける電線１２・ケーブル１２は航空機３により重量を支える。それを考慮すると、発明者はケーブルによる電力送電は排除しないが、２０ｋｍになるケーブル重量や送電距離の点で未知数な事があり、３ＦＵＥＬを用いた図５の系を有用であるとして本願にて開示した。）なお本願で用いる航空機３等の電線・電極（プロペラが必要な場合モータ・コイル）など電気配線部材は軽量であると好ましい。

【0073】

●また図５の場合、受光部２の直下・近辺に居住区でもあるユーザ部６や４を配置したくない需要に対応できる。（前記減衰する光子を用いたとしても、受光部２にはエネルギーが降り注ぐことに変わりなく、エネルギー関連設備・発電所の類であり、紛争時は標的になりえてその近くに住宅を構えたくない人もいるかもしれない。）

【0074】

●その場合でも本願図５（ａ）構成では燃料・化学物質へのエネルギー変換プロセスを挟むことで ＳＳＰＳ発光部１‐受光部２区間と、受光部２‐地上間４区間の分離ができ、その結果居住地４の人々を安心させるメリットがあるかもしれない。

【0075】

●但しＳＳＰＳ発光部１‐受光部２区間における光子や電気系のエネルギーは、受光部２‐地上間４区間で用いる化学系エネルギーに変換される際に変換損失（光・電気エネルギーから化学エネルギーへの変換時のロス）を生じる。そこで図６のように航空機３の部分で（化学エネルギーに変換する前に）電気エネルギー・熱エネルギー等としてエネルギーを消費させ、輸送機器・旅客運輸業やロボットによる作業、ショー・編隊飛行・アドバルーン・広告・娯楽に用いることができれば、前記化学エネルギー変換損失をなくすことができるので、重要なことであると考え、図６や図７，図８、図９、図１０、図１２に航空機３の利用例を開示する。

【0076】

＜＜ＳＳＰＳの電力・エネルギーを２を含む航空機３に輸送したのち、地上用に用いず、空中の用途に用いる場合＞＞
航空機は飛行・移動の為エネルギーを必要とする。燃料で駆動するジェットエンジン式航空機３やドローン３ＤＲＯＮＥ、或いは航空機の編隊３ＦＯＲＭは電池や燃料の制限により飛行時間が限られ、飛行機の運用時は燃料供給や充電のステップが必要であった。

【0077】

また稼働時間を長くできうる地球上の太陽電池とバッテリーを備えたソーラープレーン航空機３においても日中の充電量の制約から機体のパフォーマンスに制限が生じていた。

【0078】

そこで受光部２にで得たエネルギーを地上に送らず航空機３の駆動に用いる系も開示する。
●図６、図８では航空機３を用いて常時電力を給電され稼働しうる航空機の編隊飛行群３ＦＯＲＭ又は編隊飛行により構成されるヒト型の人形装置又は人型ロボット３ＦＯＲＭ－ＨＵＭＡＮＯＩＤ、３ＦＯＲＭ－ＤＯＬＬ（ＭＡＣＨＩＮＥ）もしくはそれらで動くロボット３ＦＯＲＭ－ＡＣＴＩＮＧ、３ＲＯＢＯＴ、さらにはそれらを広告や展示用に用いる３ＦＯＲＭ－ＡＤ－ＢＡＬＬＯＯＮを開示する。●図９では３ＲＯＢＯＴによる作業対象４ＷＫへの（ロボットアームを用いてよい）除去加工と付加製造の例を記載する。

【0079】

＜＜ＳＳＰＳの電力を２に輸送したのち、ワイヤレス電力送電に用いる場合＞＞
ワイヤレス電力送電時の用途として図７に例を記載する。見守り用のタグや商品管理用のタグ、登山時の遭難者や雪崩に遭遇した人を探すビーコンやタグは公知である。子供や認知症患者の見守装置や見守用ウェアラブルデバイス２ＴＡＧも公知である。
しかしタグを動かす電力をタグに与えたりタグに充電させる方法に課題があるかもしれない。そこで本願の図７では航空機３からワイヤレス送電により給電し無線通信やセンサの動作ビーコン動作の可能なタグ２ＴＡＧ・２ＴＡＧ－ＰＡＴＣＨに関して開示している。

【課題を解決するための手段】

【0080】

＜第１の課題解決手段＞
●図２・図３・図４・図５・図１０・図１１に記載の受光部２と航空機３と燃料を用いる系を開示する。発光部１・送信部１と受光部２・受信部２の間でＵＶ－Ｃ・ＵＶ－Ｂからエックス線のような大気中の分子に吸収される短波長光子を用いてワイヤレス伝送・送電可能な構成とし、なおかつ受光部２を高高度の空中・前記短波長光子を吸収しにくい高度に配置した航空機３や飛行船３等の輸送手段３・輸送機器３・配置手段３に取り付けて、受光部２が発光部１からの前記光子を受光できる構成とする。
発光部１・送信部１は紫外線レーザーや（粒子加速器とアンジュレータなどを用いて発生させる）放射光の発生装置等を用いてよく、その動作電力・エネルギーは太陽電池・ＳＳＰＳの太陽光発電による電力・太陽光エネルギーから得てよい。
●また図４のように月への打上を減らしつつ月で燃料を製造し月や地上にて前記燃料を用いる場合、月資源の内、酸素と化合した物質（酸化ケイ素・酸化アルミニウム・酸化鉄・水等）をＳＳＰＳの太陽光発電による電力・太陽光エネルギーにより還元し地球へ投下する形態を開示する。

【0081】

＜第２の課題解決手段＞
図２や図５のように、空中の受光部２から地上部４、ユーザ側６へのエネルギー輸送時に電力や光ではなく燃料を用いる系を提案する。具体的には水を還元して得る水素や、水・二酸化炭素を還元して得る炭素や炭化水素、金属酸化物を還元して得る金属の利用を想定する。
受光部２でＳＳＰＳからのエネルギーを受け止めた後、受光部２を含む航空機３や３と接続可能な燃料合成用航空機３ＦＵＥＬを接続線又は接続部３ＷＩＲを用いて接続させ、電力・エネルギーを３と３ＦＵＥＬ間で共有・融通、又は３から３ＦＵＥＬへエネルギー伝達し、受光部２と航空機３・３ＦＵＥＬが保持するエネルギーと燃料の元になる原料から燃料を反応器又は電気分解装置３ＦＵＥＬ－ＧＥＮにて合成し、航空機３・３ＦＵＥＬの流路やパイプライン・タンク３ＴＡＮＫに燃料を輸送・貯蔵し、地上部４のタンク４ＦＵＥＬ‐ＴＡＮＫと３ＴＡＮＫを３ＶＡＬＶ・４ＶＡＬＶと接続用パイプ・ノズルなどを用いて接続させ、地上部４のタンク４ＦＵＥＬ‐ＴＡＮＫに燃料を輸送する。
●このようにＳＳＰＳ由来のエネルギーを、１ＳＳＰＳから受光部２、航空機３を経由して地上部４に輸送し貯蔵させその後ユーザ側６にて利用させる事で、地上‐空中間のワイヤレス電力伝送・送電を用いずにエネルギーをユーザへデリバリーする。

【0082】

＜第３の課題解決手段＞
ワイヤレス電力送電時の用途として図６から図９等に実施例を記載する。
図６では航空機３を用いて常時電力を給電され稼働しうる航空機３の編隊飛行群３ＦＯＲＭ又は編隊飛行により構成されるヒト型の人形装置又は人型ロボット３ＦＯＲＭ－ＨＵＭＡＮＯＩＤ、３ＦＯＲＭ－ＤＯＬＬ（ＭＡＣＨＩＮＥ）もしくはそれらで動くロボット３ＦＯＲＭ－ＡＣＴＩＮＧさらにはそれらを広告や展示用に用いる３ＦＯＲＭ－ＡＤ－ＢＡＬＬＯＯＮを開示する。

【0083】

図８の（ａ）と（ｂ）は航空機３の編隊飛行群３ＦＯＲＭ・航空機群３ＦＯＲＭ又は編隊飛行により構成されるヒト型の人形装置又は人型ロボット３ＦＯＲＭ－ＨＵＭＡＮＯＩＤの例である。ロボットアームを取り付けた航空機３であって人型ロボットの上半身３ＦＯＲＭ－ＨＵＭＡＮＯＩＤ－ＵＰＰＥＲと下半身３ＦＯＲＭ－ＨＵＭＡＮＯＩＤ－ＬＯＷＥＲが編隊飛行しながら人型ロボット３ＦＯＲＭ－ＨＵＭＡＮＯＩＤとしてペイント用の付加製造ノズル３Ａ１－ＡＭを取り付けたロボットアームにて、ペイントノズルからペイント弾を発射するアクションをしながらペイントを行う（ペイント弾の発射の）説明図が記載されている。前記上半身・下半身からなる３ＦＯＲＭ－ＨＵＭＡＮＯＩＤが手に持ったペイント装置を右側に吹き付ける動作している図が図８の（ｂ）に記載されている。
※ロボット競技で図８のようなペイント弾を吹き付ける競技・展示・ショーの構成があってもよい。※図８ではロボットアームにとりペイントなど人と同じ作業ができるよう検討した結果人型のロボットを例として開示したが、本願では人型に限らず、犬型猫型、鳥型、魚型、クジラ型、木・花植物型等の実在の動植物を模してもよいし、竜等架空の生き物・キャラクターを模してもよい。※また演劇等で或るシーンを再現・表現するための舞台装置を３ＦＯＲＭで構成してもよい。空中に配置しされた広告や動的なオブジェ、看板、展示、アドバルーンに利用されてよい。※例えば発光装置３１を取り付けた各航空機３を用いて編隊飛行３ＦＯＲＭを行わせ、空に模様を描くパフォーマンス（例として東京２０２０オリンピック大会において夜空に展開された発光するドローンによる球体やピクトグラムの展示のような事）を行わせてよい。図８は有人機又は無人機の航空機３を用いてよい。

【0084】

図９では付加製造装置や除去加工装置を持たせた又は装着したロボットアームを備えた航空機３について記載されている。図９は例えば木の枝の枝打ち時に、３の除去加工装置により枝を切断する事についての説明を含む。

【0085】

図７では航空機３からワイヤレス送電により給電し無線通信やセンサの動作ビーコン動作の可能なタグ２ＴＡＧ、２ＴＡＧ－ＰＡＴＣＨに関して開示している。

【0086】

図１０は本願において準天頂軌道群の複数の発光部１から２へのレーザ照射時のレーザーの射線と、レーザーエネルギーの焦点と、大気により減衰するレーザーの説明図である。また遠隔地に行く途中で本願のＳＳＰＳによるエネルギーの輸送方法によりエネルギー補給を受ける３ＦＣＡＲや３の説明図が記載されている。

【0087】

●但し、本願では航空機３・３ＦＵＥＬが複数必要な構成であり、その航空機コストの課題があるかもしれない。又ＳＳＰＳの建造に関して、依然として打上の低コスト化が望まれる。航空機について、電動航空機を用いる場合、電池や電線、モータが多く必要になる恐れがあり、軽量かつ低コスト・資源的制約の少ない配線部材・モータ等が望まれる。
●また航空機３に浮遊・浮上のための気球部を持たせる場合、ヘリウムなど希ガスを用いると資源に制約が出る恐れがある。そこで本願の図１１に開示のＳＳＰＳを用いる系でＳＳＰＳから２を通じて３が受け取ったエネルギーを用いて熱気球の加熱を行い、熱気球を航空機３の浮上に利用してよい。また熱気球による浮力と前記ガス気球による浮力を組みわせてよく、さらに（ＳＳＰＳを用いて稼働する）推進装置３ＴＨにより重力に逆らい浮上する力や移動・飛行・推進の力を生じさせ、航空機３の浮上・浮遊・推進・飛行・移動の動作に利用してよい。）
●本願ではＳＳＰＳにより駆動される熱気球により航空機３の浮上を助けることで資源量に不安のあるヘリウムなど希ガスや引火しやすい水素・メタン、アルカリ性で毒性のあるアンモニウム等のガス気球用ガスの利用を少なくしたい意図がある。

【発明の効果】

【0088】

●受光部２・受信部２を小型化しつつ、発光部１・送信部１の光子が大気中で減衰しやすい波長の光子であることにより地上に到達しにくくして地上にいる人や物の安全を守る。（図１，図２，図１０等）
●受光部２から地上へのエネルギー輸送について、電線では重量・ワイヤレス送電ではユーザ側受信部の大面積化や透過性電波による懸念を無くすため化学エネルギー・燃料を用いる系としたことで、ワイヤレス送電や電線・ケーブル送電による送電の課題を乗り越え、ＳＳＰＳで生産されたエネルギーをユーザに届けられるかもしれない。（図１，図２，図５，図１０、図１１等）
●受光部２を備えた航空機３や編隊飛行３ＦＯＲＭ・航空機群３ＦＯＲＭはＳＳＰＳのエネルギー供給を受けて稼働でき、地上での燃料補給・充電のステップを削減し、稼働時間延長ができるかもしれない。そして３は輸送や見守り・パトロール、作業、娯楽等の用途に利用されうる。（図６、図７、図８、図９、図１０、図１１、図１２等）
●ＳＳＰＳのエネルギーで動作する熱気球３ＨＡＢ（ＳＳＰＳ熱気球３ＨＡＢ）やＳＳＰＳ熱気球を用いた熱気球利用型航空機３を動かす場合、熱気球がＳＳＰＳ由来のエネルギー供給を受け熱気球の気体を加熱することで、熱気球・航空機３の地上での燃料補給・充電のステップを削減し、熱気球の稼働時間を延長できるかもしれない。ＳＳＰＳ熱気球にはガス気球でみられる希ガス等資源の制約がない。ＳＳＰＳ熱気球には水素・メタン等引火危険性のあるガス気球用ガスを利用しない特徴がある。ＳＳＰＳ熱気球３ＨＡＢを含む３は輸送や作業等を行えてもよい。（図６、図７、図８、図９、図１０、図１１、図１２等）※またＳＳＰＳ熱気球３ＨＡＢにより３は見守り・パトロール・捜索や３ＷＥＰによる地上や空中の相手とのワイヤレス給電をしてもよい。（図１等）※２ＴＡＧの捜索・識別等を行えてもよい。（図７、図１１等）
●またＨＡＰＳの浮上用途にＳＳＰＳ熱気球３ＨＡＢを用いてよい。本願の２を備える３等航空機をＨＡＰＳや無線通信のプラットフォームに用いてよい。
●航空機３によるタグ２ＴＡＧの給電・充電は２ＴＡＧの駆動・捜索・センシング・通信に利用できるかもしれない。３と通信できてもよい２ＴＡＧは重量測定機能付き試薬ビン・荷室・容器・トレイ・商品棚の他、自動車・航空機・輸送機器・鍵類・身分証類・物体・生物・衣服・下着・靴下・履物・モバイル端末・モバイル端末のケース・財布・装身具などに取り付けられ、モノの管理やモノのインターネットの用途に用いられるかもしれない。

【図面の簡単な説明】

【0089】

【図1】図１は本願発光部１・送信部１と受光部２・受信部２、及び受光部２を含む航空機３や地上部４、ユーザ６、雲や対流圏・成層圏の領域等の本願構成を記載した宇宙空間から地球へのエネルギー輸送方法の説明図である（実施例１）

【図2】図２は受光部２・受信部２や航空機３から地上のエネルギー需要地までエネルギーを輸送する説明図。（水の電気分解で水素など燃料を航空機３で合成し、地上まで燃料を運び消費させる系若しくは手順の説明図。）（実施例１）

【図3】図３はＳＳＰＳへ燃料の原料を打上手段により打上て、ＳＳＰＳで得られた電力により燃料を製造し、地上に向けて前記燃料を投下して利用する説明図である。（実施例２）

【図4】図４は月の資源・月の金属酸化物を月近傍のＳＳＰＳの電力又はエネルギーにより還元しアルミニウムやシリコンなどの金属５Ｍや還元された物質５ＭＣを得て前記金属５Ｍや５ＭＣを地上に輸送するシステムの説明図。（実施例３）

【図5】図５の上部は準天頂軌道（ｑｕａｓｉ－ｚｅｎｉｔｈ ｏｒｂｉｔ：ＱＺＯ）に複数機・複数基展開されＳＳＰＳの人工衛星・宇宙機（１ＳＳＰＳ－ＳＡＴ）がコンステレーションを成している系（１ＳＳＰＳ－ＳＹＳ－ＱＺＳＳーＳＥＩＺＡ）からの地上へのエネルギー輸送の説明図である。図５の下部は軌道全般・静止軌道や月・月近傍の系（１ＳＳＰＳ－ＳＹＳ－ＯＲＢＩＴ、１ＳＳＰＳ－ＳＹＳ－ＧＥＯＳ、１ＳＳＰＳ－ＳＹＳ－ＭＯＯＮ）からの地上へのエネルギー輸送の説明図である。（実施例４）（２の位置は１ＳＳＰＳ－ＳＹＳ－ＱＺＳＳーＳＥＩＺＡにより測位されてもよい。）

【図6】図６の上部は航空機３を用いて（常時）電力を給電され稼働しうる航空機の編隊飛行群３ＦＯＲＭ、又は編隊飛行により構成されるヒト型の人形装置、又は人型ロボット３ＦＯＲＭ－ＨＵＭＡＮＯＩＤの説明図。図６の下部はフライングカー３ＦＣＡＲのタクシーや貨物輸送用途の説明図。（実施例５）

【図7】航空機３や無人機３ＤＲＯＮＥのワイヤレス送電によりタグ２ＴＡＧに電力・エネルギーを届けてタグとタグに貼り作られた物体の管理を行う場合の説明図。（図７はＳＳＰＳの電力を受けた航空機３の有する電力・エネルギーをタグの駆動に用いてもよい。）（実施例６）

【図8】３ＦＯＲＭにて形成される生物を模したロボット・展示物の例として、人型ロボット３ＦＯＲＭ－ＨＵＭＡＮＯＩＤの説明図。（実施例７）

【図9】基地局・ユーザ端末（３ＣＯＮ、４ＣＯＮ、６ＣＯＮ）により遠隔操縦式の作業（例：枝打ち）を行う無人式の飛行ロボット３であって、ロボットアームと道具・工具（例：鋸）を備える飛行ロボット３の説明図。（実施例８）

【図10】本願において準天頂軌道群の複数の発光部１から受光部２へのレーザ照射時のレーザーの射線と、レーザーエネルギー焦点、焦点通過後のレーザーエネルギー散乱の説明図。（本願においてレーザー照射時に地上の人家にエネルギーを届きにくくする主張の説明図）

【図11】受光部２から得たエネルギーを電力・光又は燃料・化学物質等・各種エネルギーとして外部に出力可能な航空機３の系３ＥＰＦ‐ＳＹＳの説明図。（また航空機３の電池や燃料やＳＳＰＳのエネルギーにて稼働してもよい熱気球３ＨＡＢ・ガス気球３ＧＡＢ・推進装置３ＴＨを備える航空機３の説明図。）

【図12】受光部２を備えてもよい３ＦＵＥＬに、降雨・雨水・降雪を回収して得た水や地上の４Ｈ２Ｏから給水した水を投入し水素燃料を製造する方法の説明図。（および、ＳＳＰＳで駆動される３ＦＵＥＬにより降雨・雨水を回収し地上の人や動植物、ユーザ６、需要のある場所・消火すべき場所等へ届ける、給水装置３や水の利用方法の説明図）（実施例９）

【発明を実施するための形態】

【0090】

図１から図７に実施例（構成例）を示す。

【実施例0091】

＜短波長を用いるＳＳＰＳ由来のエネルギー輸送システム＞
図１・図２・図５は本発明の実施例１・実施例４である。なおレーザー照射時にその射線上に通信衛星やそのコンステレーション・人工衛星の星座・宇宙機（例：通信衛星のコンステレーションなど）が到達する場合、一時的にレーザーをオフにできることが推奨される。レーザの他マイクロ波でも同様にオンオフできる事が好ましい。
※なお、非特許文献４でのＬ－ＳＳＰＳのパイロットレーザーやビーコンレーザー・メインレーザーのビームの説明図のように、発光部１と受光部２の間でガイド用や通信用の光子・レーザー・電波をやり取りできてもよい。例えば発光部１の受光部２に対する向きを制御するためのガイド用の通信レーザによる通信を１と２の間で行えてもよい。

【0092】

＜受光部２から地上部４までの燃料によるＳＳＰＳ由来エネルギーの輸送系＞
＜＜水・水素を用いる系＞＞
図１１に受光部２や航空機３の内部要素の説明図を記載する。図２に記載の受光部２・受信部２と燃料合成可能な航空機３ＦＵＥＬの系では、航空機により水を地上から受光部２（２の反応器２ＲＥＡ）や２を含む３（３の反応器３ＲＥＡ）に届け、受光部２や２から電力・エネルギーを受けた３・３ＦＵＥＬにより水を電気分解・分解し水素と酸素を発生させ、水素を航空機内のタンクに格納し地上まで運搬し地上のタンク４にて貯蔵し利用してもよい。利用時は水素を運搬し水素エンジンの駆動・燃料電池の駆動・水素利用型火力発電の実行・電力系へ送電してよい。
＜＜鉄を用いる系＞＞
図２に記載の受光部２と燃料合成可能な航空機３ＦＵＥＬの系では、水の他に金属酸化物を用いてよく、例えば酸化鉄を用いてよい。航空機により酸化鉄を地上から受信部２に届け、受信部２や２から電力・エネルギーを受けた３ＦＵＥＬにより酸化鉄を還元してよい。

【0093】

＜＜鉄と水を用いる系、金属と水を用いる系＞＞
図２に記載の受光部２と燃料合成可能な航空機３ＦＵＥＬの系では、２つの酸化された物質を用いてよい。例えば受光部２や２と接続可能な航空機３、航空機３ＦＵＥＬの系で、水素製鐵（水素還元製鉄）を行うために、地上から水と酸化鉄を航空機３ＦＵＥＬにて受光部２に送り届けてもよい。空中の受光部２と航空機３又は航空機３ＦＵＥＬの系で発光部１からの光子のエネルギーを基にして水の還元のエネルギー用い、水素を製造したのち、前記水素で酸化鉄を還元し鉄を製造してもよい。
水素と鉄を３で作り出す系では、酸化鉄や鉄は水素のように体積が大きくなく、３に積載するときに気体水素を加圧装填する水素ボンベ等は不要である。酸化鉄・鉄は例えば３による輸送時に水素ボンベのような加圧は不要で常圧で扱える利点がある。水素製鐵の為に水から水素をつくり水素にて酸化鉄を還元し鉄を得て水に戻しを繰り返し水は一定量２や３、３ＦＵＥＬに保持させればよく、酸化鉄を前記水素製鐵の系に投入することで２や３、３ＦＵＥＬにて鉄と酸素を製造できる。
また地上では鉄は鉄空気電池や、鉄を酸化させる懐炉の鉄粉のように、化学エネルギーから電気・熱を生じさせるように利用できる。水・水素や鉄の資源量は多い利点もある。（２や３、３ＦＵＥＬでは前記鉄の還元の他、亜鉛、金属リチウム・金属ナトリウム・金属マグネシウム、金属カルシウム、アルミニウム等も同様に金属酸化物を還元して利用できうる。）

【0094】

＜＜水素・水、二酸化炭素・炭化水素を用いる系＞＞
水・水素の系に、二酸化炭素・炭素源を投入し、二酸化炭素を還元し、炭化水素系の合成燃料を製造してもよい。炭素系の材料を二酸化炭素から製造してよい。
●地上に貯留・保存された二酸化炭素を受光部２と航空機３の系に３ＦＵＥＬ等で運搬し、ＳＳＰＳ由来でもよいエネルギーを用いて二酸化炭素を還元し炭素と酸素に分離する事で、地球上の二酸化炭素の削減に用いてよい。
●２と３や３ＦＵＥＬの系で空中から二酸化炭素を分離して二酸化炭素から炭素・炭素分を分離する形で大気中の二酸化炭素を回収してもよい。分離に関してはモノエタノールアミンに二酸化炭素を吸収させる方法、気体の膜分離や大気を冷却して分離する方法など公知の方法を用いてよい。
＜＜大気中からの大気成分の分離＞＞
●２と３や３ＦＵＥＬの系でＳＳＰＳによるエネルギーを用いて装置（例えば空気の成分分離用のポンプ・機械・反応器）を常時駆動させ、空中から二酸化炭素等を回収してよく、同様にＳＳＰＳ由来でもよいエネルギーを用いてヘリウムやネオン等の希ガス・酸素・窒素・アルゴン等の大気を構成する成分を分離・回収してよい。さらに前記分離・回収した希ガスを３ＧＡＢに装填してよい。●分離に関しては気体を圧縮機により圧縮し液化し分離する方法（深冷分離）でもよい。気体の膜分離や大気を冷却して分流する方法など公知の方法を用いて大気から大気の成分を分離してよい。＜＜アンモニアの製造＞＞例えば空気中の窒素と本願の１と２と３と水・水素運搬を行う３ＦＵＥＬを用いて３を浮上させるガス用途や化学品用途・肥料用途にアンモニアＮＨ３を製造してもよい。

【0095】

＜＜３の気球＞＞
＜ガス気球の場合：水素・ヘリウム・ネオン・メタン等空気よりも軽い気体による気球＞
●航空機３が気球の部分を持つ場合、気球には水素、ヘリウム、ネオン、メタンなど気球を浮上させるのに適したガスを用いてよい。３はガス気球方式でもよい。
＜熱気球の場合：１から２に届けられたエネルギーによる３の熱気球の稼働＞＞
●図１１に開示するようにＳＳＰＳのエネルギーを（例えば光子１ＨＮＵとして）受け取る航空機３は熱気球３ＨＡＢを備えたものでもよい。航空機３はＳＳＰＳのエネルギーを用いて熱気球３ＨＡＢの気体・流体を加熱する熱気球的動作をしてもよい。例えば航空機３に受光部２を備えさせ、受光部２により気体・流体が熱される気球部３ＨＡＢを備えてよい。３は熱気球方式でもよい。前記受光部２によりガスが熱される気球部３ＨＡＢを備える構成ではヘリウム等有限な元素による制限が減る効果がある。（ガス気球の資源制約による利用制限があってもＳＳＰＳ利用型熱気球を用いることで気球を増産できる効果がある）ロジェ気球３ＧＨＡＢを用いた３でもよい。
●図１１では２で１ＨＮＵを２ＰＣＥにて光電変換し電力を得て、前記電力を制御部及び電力とその他部分３ＥＴＣ・電気回路３ＷＩＲＩ等を経て３ＨＡＢに電力を供給し、電力により３ＨＡＢの気体・流体を加熱し熱気球として動作させる構成を開示している。
●３ＨＡＢの気体・流体の加熱方法は図１１の電力による方法に限定されない。例えば、受光部２で１から受け取った１ＨＮＵを光子吸収体により吸収させ、光子を吸収したことで光子吸収体が発熱し、その熱により３ＨＡＢが加熱される構成でもよい。図１１は例である。

【0096】

＜＜３の浮遊・推進＞＞航空機３は前記熱気球や前記ガス気球を含む気球方式で浮遊させてもよい。また３は特許文献２、特許文献３、特許文献４で開示された航空機３のように、ロケットや推進剤の噴射や光子または荷電粒子を用いて推進してもよく、例えばロケット・噴射剤の噴射・イオン推進器や光子セイル等光子を発射・反射させた反動で推進する航空機３でよい。
●本願の３は前記光子または荷電粒子を地上へ向け噴射・反射させその反動で空中に配置・浮遊していてもよい。ロケットや推進剤の噴射や光子または荷電粒子を用いて重力の向きと逆向きの推力を発生させてよい。（気球により浮力を得る場合と類似し、常時ＳＳＰＳにより充電されるドローン３が上空で重力・自重に釣り合うように推進装置３ＴＨにて推力を生じさせホバリングを続けられるように、）本願のＳＳＰＳでエネルギー供給を受ける航空機３は推進装置３ＴＨによりホバリングや飛行・推進・移動・姿勢制御・機体の運動を行ってよい。

【0097】

＜一般的な宇宙の軌道ＯＲＢＩＴ、又は準天頂軌道の１や、１ＳＳＰＳを含むＧＮＳＳ・ＱＺＳＳを用いた２の測位、２と１の通信、２への１の光子照射方向やオンオフ制御＞
＜公知の制御方法＞
非特許文献４のＬ－ＳＳＰＳ模式図に記載のＦＳＭやパイロットレーザービームとその受光部、メインレーザービームとビーコンレーザービームを本願の系で用いてよい。
●非特許文献４によれば近赤外でもよいメインレーザーの地上セグメント受光部への送信時に、地上からのパイロットビームを宇宙セグメントのレーザー発光部と併せて設けたパイロットレーザ受光部で受光してＦＳＭでメインレーザー・ビーコンレーザを制御するように読み取れる構成が記載されている。
●本願で非特許文献４の構成を行う場合、例えば本願図１や図２等の航空機３に備えられた受光部２（２ＰＯＳＩ部でもよい）にパイロットレーザービーム発光部２ＰＯＳＩ－ＰＬを備えさせ、前記発光部２ＰＯＳＩ－ＰＬから宇宙側・ＳＳＰＳ側の発光部１のパイロットレーザ受光部１ＰＯＳＩ－ＰＬにパイロットレーザーを照射してよい。レーザー発光部１はメインレーザーとパイロットレーザーを航空機３の受光部２や２ＰＯＳＩへ発射してよい。そしてそれらを用いて本願発光部１のメインレーザー・ビーコンレーザを制御して１から２へ光子を発射・照射し２へ命中させてよい。

【0098】

＜＜測位・通信＞＞
図５では本願の準天頂軌道におけるエネルギー輸送例と、静止軌道や月からのエネルギー輸送例を記載している。図５上部の準天頂軌道において本願システムを構成する場合、ＳＳＰＳに測位衛星や通信衛星、地上観測衛星等公知の人工衛星の機能を兼ねさせて良い。
●ＳＳＰＳの衛星が配置された準天頂軌道に、ＳＳＰＳに搭載された測位衛星の機能やＱＺＳＳ測位衛星の機能により受光部２の位置を測位して、受光部２への発光部１からの光子照射の位置決めや発射の精度確保に用いてもよい。２と１の間で前記光子を１から２へ発射して命中させる為の測位情報や発射指示を含む通信してもよい。
●３や２や１は他の系、例えば宇宙空間に配置された衛星１ＬＩＮＫからインターネット・通信網に接続されてもよいし、地上局４やユーザ局６の端末・コンピュータと通信装置を介して接続されてもよいし、４や３を通じてインターネット・通信網に接続されてもよい。
●図５（ａ）は図１ＳＳＰＳ－ＳＹＳ－ＱＺＳＳーＳＥＩＺＡに含まれる準天頂軌道を運航する複数のＳＳＰＳを含む複数の発光部１から受光部２に対しエネルギーを送信する説明図。（２の位置は１ＳＳＰＳ－ＳＹＳ－ＱＺＳＳーＳＥＩＺＡにより測位されてもよい。）

【0099】

＜＜姿勢方向制御、光子照射制御＞＞
●２への１の光子照射方向やオンオフ制御を行えてよい。１は１の発射・発光・発信する光子の発射方向を変える手段（１の姿勢制御・方向制御装置、１の偏向装置）を備えてよく、ブレを抑える・制御する手段を備えてよく（例えばスタビライザ・ジンバル・雲台に備え付けられた１）、前記制御が１や１ＳＳＰＳや１ＣＯＮや外部ネットワーク・インターネットから行われてもよい。●１は１の発光のオンオフを行えてよい。例えば１は１ＣＯＮや１ＬＩＮＫ等から外部インターネットを通じ他の人工衛星・宇宙機の運航状況・運航予定・軌道情報・日時時刻を確認し、１から２への光子照射時にその射線上に宇宙機等が来る場合には光子の照射をオフにする制御をしてもよい。例えば１ＣＯＮの制御により１はレーザーをオンオフする。

【0100】

＜補足：デブリへのレーザー照射＞本願の構成（１から２へのレーザー照射）はスペースデブリ１ＤＢＬの軌道変更に利用されるかもしれない。例えば、図１０の１ＤＢＬのように、或る軌道に１を配置し、成層圏・空中の２に向けレーザーを照射する時、宇宙機が１から２への射線中に存在する場合、レーザーをオフにし、スペースデブリが通る場合はオンのままとし、デブリがレーザーの照射を受ける（そして可能であればデブリを加熱し、或いはデブリの軌道を変更する）構成とする。

【実施例0101】

＜燃料輸送によるＳＳＰＳのエネルギー輸送システム＞
図３は宇宙へ燃料材料を打ち上げて１にて燃料を製造し地上に輸送する例である。図３に示されるように地球上からＳＳＰＳまで化学エネルギーのみで輸送を行おう場合、打上手段９が必要である。