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欧州宇宙機関(ESA)は、宇宙探査と宇宙科学に多大な貢献をしてきた。同機関は昨年、ユークリッド宇宙望遠鏡を打ち上げ、ビッグバン後30億年まで遡って宇宙を調査し、宇宙の膨張とダークエネルギーの影響を測定する予定である。10年以上の開発期間を経て、Ariane6ロケットはエンジン燃焼試験を含む初の本格的なドレスリハーサルを行った。ESAは最近のビデオで、新しいロケットやエンジン技術を含む将来の計画を紹介した。

ハイブリッド推進、2段、3段、小型、大型、有人、無人、地球周回軌道と深宇宙への旅は続く。このビデオでは、ESAが現在開発中の技術の概要が紹介されており、ESAの施設や商業パートナーの施設で達成されている高温燃焼試験やその他のマイルストーンの映像も含まれている。

これらの新しいコンセプトや技術を検討すると、いくつかの優先事項が明らかになる。次の10年、そしてその先を見据えて、ESAは設計、製造、打ち上げ能力の独立性を確保することに尽力している。ESAはまた、エンジンとロケットの両方で再利用可能なロケット技術を追求し、宇宙飛行の二酸化炭素排出量を削減し、商業宇宙部門(特に小型衛星のコンステレーションが関係する)にサービスを提供している。

自社組立

SPECTRUM: Isar Aerospaceが開発したこの2段式軌道ロケットは、特に小型・中型衛星用に設計されている。このロケットは、設計とミッション・プロファイルに柔軟性を持たせるため、Isarの工場で製造されている。Spectrumの第1段には9基のISAR Aquilaエンジンが、第2段には1基のAquilaエンジンが搭載されている。これらのエンジンの燃料は液体酸素(LOX)と液体プロパンの組み合わせである。このロケットはLEOまで1,000kg(2200ポンド)、太陽同期軌道(SSO)まで700kg(~1545ポンド)を輸送できると報告されている。

Space Rider:イタリア宇宙庁(ASI)、スイス、ポルトガル宇宙庁が現在開発中の再利用可能な無人ロボット実験室で、薬学、生物医学、生物学、物理科学の技術実証や研究を可能にする。新型の4段式Vega-Cを使用して地球低軌道(LEO)に打ち上げられ、そこで最大2ヶ月間、貨物室内で実験を行う。ミッション終了後は地球に帰還し、滑走路に着陸して次の飛行に向けて改修される。

MIURA-1: 次は、スペインの航空宇宙プロバイダーであるPLD Spaceが自社で設計・開発したサブオービタルロケットである。微小重力研究用に設計されたこのロケットは、最大4つの実験を宇宙に運び、地球に帰還させることができる。このロケットは、ケロシンとLOX推進剤を燃焼させるTEPREL-B液体二推進剤エンジンを1基搭載している。

RFA One: この3段式ロケットもまた、オーストリアの航空宇宙企業であるRocket Factory Augsburg.が自社開発したロケットである。第1段は、LOXとRP1燃料を使用し、推力ベクトル制御(TVC)を備えた海面用に最適化された9基のヘリックスORSCエンジンに依存している。第2段は、アディティブ・マニュファクチャリングを用いて社内で製造された1基のヘリックスVacエンジンに依存している。この打上げシステムにはレッドシフト軌道変換機(OTV)も搭載されており、SSOへの1300kg(2866ポンド)、月遷移軌道(LTO)への300kg(660ポンド)のペイロードを希望する軌道に正確に運ぶことができる。

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貨物室を開けたスージー (Credit: ArianeGroup)

再利用性

PrometheusThemis: 次に紹介するのは、ArianeGroupのPrometheusエンジンとThemisロケットステージである。前者はESAプログラムの一環として、フランス宇宙庁(CNES)と共同で、ドイツ航空宇宙局(DLR)の支援を受けながら開発されている。この低コストで再利用可能なエンジンは、LOXと液体メタンで作動し、2030年以降に使用される欧州の次世代ロケットの先駆けとなる。同様に、テミスはESAのロケット・プロトタイプであり、回収・再利用技術をテストする実証機である。

SUSIE: Smart Upper Stage for Innovative Explorationの略で、貨物を自律的にLEOまで輸送したり、最大5人の宇宙飛行士を乗せた有人ミッションを実施したりできる再利用可能な上段ロケットコンセプトである。ArianeGroupは現在、将来のESAミッションでAriane6ロケットとともに打ち上げられるよう、このロケットを開発している。

推進力

M10エンジン: このエンジンは、イタリアの宇宙推進会社アビオが率いるコンソーシアムが、ベルギー、チェコ、スイス、フランス、オーストリア、ルーマニアの商業パートナーの協力を得て開発中である。M10はヨーロッパ初のLOX/メタンエンジンであり、次世代ロケット(Vega-Eのような)への道を開き、ヨーロッパの小型ロケットの競争力を高めるのに役立つステージとなる。

SL1: 小型ロケット1号機は、ハイブリッド推進を専門とするドイツの航空宇宙企業であるハイインパルス社によって開発されている。この3段式小型衛星打上げロケットには、LOXとパラフィンワックスを組み合わせたハイブリッド・ロケット・モーターが12基搭載される。SL1は、最大500kgの衛星を地球専用軌道に打ち上げることができる欧州初のロケットとなる。

グリーン・テクノロジー

Orbex Prime: この2段式打上げシステムは、低炭素で高性能な超小型打上げロケットを専門とする英国の軌道打上げサービス会社、Orbex社の作品である。この2段式マイクロランチャーはカーボンニュートラルで、7基のエンジンの動力をバイオ液化天然ガス(BioLPG)に依存している。推進サブシステムの大部分はアディティブ・マニュファクチャリング(3Dプリンティング)で製造され、主要構造とタンクは炭素繊維/グラフェン複合材料で構成されている。ペイロード容量180kg(〜400ポンド)のこのマイクロランチャーは、成長する小型衛星(スモールサット)市場にサービスを提供する。

XL: 英国のロケットメーカーSkyrora社が開発したXLは、SSOまたは極軌道にペイロードを送ることを目的とした3段式の軽量級ロケットである。第1段と第2段にそれぞれ9基と1基のスカイフォース・エンジンを搭載し、LOXと廃プラスチックから作られたケロシン燃料(エコセレン)で作動する。

これらのコンセプトは、現代の宇宙時代を特徴づけるいくつかの新たなトレンド、最先端技術、優先事項に合致している。コストの削減と宇宙へのアクセスの増加に加えて、商業宇宙が果たす役割の増大と官民の協力の必要性がある。その上、年間打ち上げ回数が多いということは、それだけ排出量が多いということであり、気候変動に大きく寄与することになるという重大な懸念がある。


この記事は、MATT WILLIAMS氏によって執筆され、Universe Todayに掲載されたものを、クリエイティブ・コモンズ・ライセンス(表示4.0 国際)に則り、翻訳・転載したものです。元記事はこちらからお読み頂けます。

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