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2024-06-15 17:24:25
先週は大型ロケットにとって素晴らしい週でした！ スペースX 大きな成功を収めた 4回目の打ち上げ スーパーヘビーブースター + スターシップスタック。 ボーイングのスターライナー、有人宇宙カプセルが国際宇宙ステーションに打ち上げられた。 アトラス V、これまで一度も性能を発揮できなかったことのない由緒あるロケット。国内外のニュースがますます憂鬱になる中、ビッグ スペースは世界的に前向きな見出しを飾りました。私がスキューバ ダイビングをしていたフランス領ポリネシアの遠く離れた場所でも、これらのニュースがテレビで放映されていました。
タヒチのフランステレビが宇宙のニュースを放送
グレッグ・オートリー
しかし、メディアは、新宇宙開発競争の下位層で繰り広げられている刺激的な競争についてはほとんど取り上げません。そこでは、より小型の打ち上げロケットと革新的なペイロードが、宇宙技術と運用に革命をもたらすと期待されています。私たちはみな、技術の着実な小型化をよく知っています。どこにでもあるスマートフォンを見れば、そのことがよくわかります。2 年ごとに、時計仕掛けのように、私のスマートフォンはより薄く、より高性能になります。メモリが増え、プロセッサが驚くほど高速になり、バッテリーの寿命が長くなり、頼りになる古い Nikon DSLR が恥ずかしくなるほど新しいカメラが発売されます。これは、テクノロジーの分野全体に広がるトレンドのほんの一例です。同様の力が、衛星をより小型、より強力、より安価にしています。
スターシップがもたらす規模の経済にもかかわらず、大型ロケットがすべての積荷を必要なときに必要な場所に正確に届けられる可能性は低い。 ファルコン9のライドシェア 大型ロケットの打ち上げや同様の機会 ULA バルカン商業航空は、この規模の現象に類似した成熟した市場です。すべての航空便がA380で運航されるわけではないのには理由があります。実際、2階建ての巨大機がもたらす規模の経済にもかかわらず、市場は座席を埋めることができず、 エアバスは生産を中止した。
ULAの強力なバルカンロケットは2024年1月に初打ち上げ予定
グレッグ・オートリー
現実の世界では、中型の737 / A230クラスの航空機は、依然として民間航空会社の主力機です。エンブラエルやボンバルディアの小型通勤ジェット機でさえ、A380や787よりも1マイルあたりの燃料費が高いにもかかわらず、毎日何千ものルートを飛んでいます。航空会社の顧客は複雑で、$/kg以上の具体的なニーズがあります。長期的には、宇宙打ち上げ業界では、さまざまなペイロードや顧客のミッション要件に合わせて最適化されたさまざまな乗り物が引き続き登場します。部品やインフラストラクチャがコモディティ化されるにつれて、すべての打ち上げ価格は低下します。 スペース ローンチ システム スターシップは、小型ロケットでは簡単に回避できる大量のインフラストラクチャとロジスティクス計画を必要とします。
政治家 2022年に500kg未満の衛星が2,300機以上打ち上げられると報告されています。これらの多くは、わずか数年の運用寿命で非常に低い軌道に打ち上げられました。この短い寿命により、これらの衛星は、耐放射線性を備えた「宇宙認定」の同業他社よりも安価で高性能な既製のチップに頼ることができます。継続的な更新モデルにより、交換用打ち上げ需要も大幅に増加しています。
軌道は単一の目的地ではなく、非常に大きなロケットから大量に打ち上げられた衛星を目的の軌道に再配置することは無料ではなく、かなりのコストがかかる可能性があります。小型衛星は通常、推進力が非常に限られており、最適な軌道に正確に配置することで大きなメリットが得られます。間違った場所に間違ったタイミングで配置された場合のコストには、推進システムの複雑さ、推進剤、および時間の追加が含まれます。時間の損失は収益機会を減らし、衛星の運用寿命を短縮します。次のような企業が有望な宇宙タグを開発中です。 インパルススペース そして 瞬間 本格的な再配置が必要な衛星には適していますが、これらのオプションも時間と費用がかかります。タグボートは必要ですが、多くの小型衛星運用者にとって、その費用は、まず最適な軌道に打ち上げることに最も有効に活用される可能性があります。
SpaceXの ファルコン9トランスポーターミッション 50kgを超える衛星の場合、基本価格は1kgあたり約6,000ドルですが、MomentusのVigorideを使用すると、1kgあたり約15,000ドルに跳ね上がります。
大型ロケットがあらゆる打ち上げに最適な万能ソリューションとなる可能性は低いため、小型ロケットはどこに当てはまるのでしょうか? ロケットラボのエレクトロンロケットは、約300kgのペイロードを低軌道に打ち上げることができ、現在市場をリードする小型ロケットであり、そのサービスは1kgあたり約25,000ドルです。これはファルコン9よりも高いですが、米国/ニュージーランド企業は顧客を見つけるのに苦労していません。エレクトロンは、小型ロケットの打ち上げに適しています（
このクラスのロケットは、最小の衛星群の展開や、当初は大型のロケットに搭載されていた衛星群の補充に役立ちます。 ロケットラボはスパイアのためにスケジュールの柔軟性と応答性は、Rocket Labの顧客にとって貴重です。衛星は迅速かつ適切に打ち上げられ、より早く収益を生み出すことができます。応答性の高い打ち上げは、 防衛アプリケーション 宇宙ゴミや太陽嵐によって損傷を受けた突然故障した衛星の交換にも使用されます。
それでも、小型ロケットの打ち上げにはコスト改善の余地があることは明らかです。SpaceX は、コスト削減は必然的にロケットの再利用性に依存するという業界全体のコンセンサスを確立しており、投資家はそれを要求しています。ロケットの再利用性により、ロケットの製造、組み立て、飛行資格認定にかかる高額なコストの一部またはすべてが削減されるため、ロケットのコストが削減されることは明らかです。また、ロケットの打ち上げ頻度を高めることができるため、打ち上げ現場での固定費が削減されます。
ロケットの再利用には、重要なエコの観点もあります。ロケットの環境への影響のほとんどは、製造時に発生します。排出物と廃棄物は、これらの複雑な機械の製造の基盤となるサプライ チェーン全体にわたる採掘、製造、輸送のプロセスで発生します。その結果、再利用により、打ち上げごとの環境負荷が大幅に削減され、いずれは政府によって義務付けられる可能性があります。
ロケット ラボは最初から再利用性を追求していたわけではないが、この傾向に反応し、エレクトロンのブースター ステージの再利用に取り組んでいる。エレクトロンでは、再突入に耐えられる上段を搭載するにははるかに大きなブースターが必要になるため、機体全体の再利用は考えられていない。
しかし、完全に再利用可能な小型ロケットに賭ける新しい企業がいくつかあり、彼らは最初からそれを設計に組み込んでいます。これには米国を拠点とする ストークスペース、 同様に アストロンシステムズ、英国を拠点とするスタートアップ企業（私が顧問を務めている企業）です。これらの企業は、市場が本当に望んでいる、より安価で、応答性に優れ、持続可能な小型衛星の軌道打ち上げを実現する革新的な設計を提供しています。
ストーク・スペースのNOVAロケット
ストークスペース
ストークスペースの「ノヴァ「Nova」ロケットは、推進着陸式の上段を備えた、完全に再利用可能な小型ロケットです。Nova は革新的なエンジン設計と、エンジンによって実際に提供される上段用の革新的なアクティブ金属ヒートシールドを備えています。これにより、上段は地球の大気圏に端から再突入できます。着陸して再利用できる状態で届きます。成功すれば、この野心的な小型ロケットは、現代の宇宙工学における最も印象的な偉業の 1 つとなるでしょう。
ストークの第 1 段はメタンを燃焼します。これは、ファルコン 9 やエレクトロンで使用されている RP1 ケロシンよりもクリーンな燃焼のため、再使用型ブースターの燃料としてよく選ばれています。同社は、その注目すべき上段に、より強力な水素を使用しています。2 つの極低温燃料と、必要な液体酸素を管理すると、打ち上げのロジスティクスとインフラストラクチャが複雑になります。さらに、水素 (H2) は非常に小さな分子で、特に取り扱いが難しいことがわかっています。正しく行えば、これは非常に強力な組み合わせであり、ユナイテッド ローンチ アライアンスが高エネルギー バルカン ロケットに選択した構成と同じです (私は今年 1 月、その最初の試みで打ち上げに成功するのを見るのを楽しみました)。
推進着陸も課題を伴います。SpaceX はこれを頻繁に行っており、私はファルコン ブースターが戻ってくるのを見たり、そのドラマチックな着陸の後に起こる衝撃音を体験したりするのが大好きです。それでも、SpaceX は使い捨ての打ち上げオプションを提供しています。着陸には推進剤の予備が必要で、ペイロード容量と打ち上げ性能が低下するためです。また、着陸によって実行可能な打ち上げ場所が制限され、高価な着陸船システムの運用が必要になる場合があります。
英国を拠点とするAstro SystemsのAurora Concept
アストロンシステムズ
一方、アストロン システムズは、小型ロケット「オーロラ」の設計を簡素化とコスト削減のために最適化しました。オーロラは、パッシブ熱保護システムを備えたスターシップのような側面からの再突入を特徴としています。オーロラの小型サイズを利用して、両ステージの最終降下時にパラシュートを選択し、ヘリコプターで回収します。これは、エレクトロン ブースターの再利用に対するロケット ラボのアプローチに似ています。これにより、最小限の運用コストでロケット ステージを沖合で回収できます。これは、英国/ヨーロッパの宇宙港からの運用に特に重要です。また、周辺住民への混乱を最小限に抑えた定期飛行も可能になります。オーロラの各ロケット ステージは、簡単に輸送できるように 45 フィートの輸送コンテナに収まるサイズになっており、両ステージで共通のメタン/LOX エンジンを使用します。エンジンは、メンテナンスなしで再利用できるように設計されています。アストロン システムズは、自社のロケットは小型ロケットの中で最も運用コストが低く、小型衛星専用の打ち上げコストは現在のファルコン 9 の相乗り料金よりも 1 kg あたり安価であると主張しています。 これは、ストークよりも開発の初期段階にある小さなスタートアップにとっては大胆な主張だが、まさに宇宙産業に革命を起こすような考え方である。
これらの若い企業が競い合うのを見るのは爽快です。近い将来、私はここでさらにいくつかの小規模な企業を取り上げ、私の新しい本でも取り上げています。 赤い月が昇る新たな宇宙開発競争は巨大ロケットに限ったものではない。リチャード・ファインマンが 有名な講演 ナノ革命を起こした「底には十分なスペースがある」
#ローンチ市場の底辺に余裕あり