ロケットラボ、ニュートロンの設計を更新(spacenews考察12/2-1)

Rocket Lab updates Neutron design - SpaceNews

ワシントン - ロケットラボは12月2日、ニュートロン中型ロケットの設計の詳細を発表しました。このロケットは、頻繁かつ低コストでの再利用を可能にする独自の設計を採用しています。

新エンジンを搭載した低コスト宇宙船

ロケットラボは、短いビデオプレゼンテーションでニュートロンの最新デザインを発表しました。炭素複合材料で作られたこのロケットは、固定された着陸脚の上に立っている底面の幅が7メートルあり、徐々に細くなっています。これは、発射場に着陸する前の再突入時に機体にかかる熱負荷を軽減するための設計です。

打ち上げ時にロケットのペイロードフェアリングを捨てるのではなく、「Hungry Hippo」のフェアリングは4つのパーツに分かれて開きます。そして、フェアリングが閉じて再突入する前に、ニュートロンはペイロードを搭載した軽量の消耗品である上段を放出します。第1段を回収しながら地球低軌道に8,000kg、第1段を使い切った場合は15,000kgを投入することができます。

ニュートロンは、メタンと液体酸素を推進剤とする「アルキメデス」と呼ばれる新しいエンジンを搭載し、約22万5千ポンドの推力を発生させます。第1段には7基のアルキメデス・エンジンが搭載され、上段には真空管に最適化された1基のエンジンが搭載されます。

高い整備性能

「私たちは初日から再利用可能な機体になるように最適化しました。ロケットラボの最高経営責任者であるピーター・ベック氏は、インタビューに答えて次のように述べています。

その中には、着陸後24時間以内に第1段を再利用できるようにするという設計上の決定も含まれているという。「24時間以内に再打ち上げを行うということではなく、すべての設計上の意思決定の原動力となっています。

24時間ごとに再打ち上げするということではなく、すべての設計上の決定事項になります。また、灯油ではなくメタン燃料を使用したのもそのためです。メタン燃料は煤が出るため、エンジンからの除去に時間がかかります。

３Dプリントを使った新設計エンジン「アルキメデス」

アルキメデスは新しい設計のエンジンですが、ベックは、性能面ではあえて限界に挑戦しないことにしたと言います。「それは、我々が革新的ではない分野だからです。「私たちがやろうとしているのは、信頼性が高く、何度でも飛ばせるエンジンを作ることです」。

その代わりに、ロケットラボは機体の構造に注目しています。エレクトロンロケットと同様に炭素複合材を使用しますが、自動テープ敷設と呼ばれる新しい技術を用いて、1分間に何メートルもの速さで複合材構造を作ることができます。これに対し、金属を使った3Dプリント技術では、1分間に数ミリの速度で構造体を作ることができるという。

「構造物の質量効率が悪いと、高性能なエンジンが必要になります。構造物の質量効率が良ければ、エンジンで誤魔化すことができます」とベックは言います。これにより、ベックが「運命の輪」と呼ぶ、車両部品の質量が増えれば推進剤も増え、タンクなどの構造物の質量も増えるという事態を避けることができます。

一方で、スペースX社のスターシップ開発のように、ステンレスなどの金属に比べてコストが高いという理由で複合材を採用しない企業もあります。「複合材は、その作り方を知らない人たちから悪い評価を受けています」と彼は言います。「私たちのアプローチは、信じられないほど速く、信じられないほどコスト効率が高いのです」。

スペースXの後を独自の技術で追うロケットラボ

ロケットラボが3月にNeutronを発表した際、最初の打ち上げは2024年にバージニア州のワロップス島から行うとしていた。同社は、ニュートロンのアップデートビデオのプレゼンテーションでは、打ち上げ日や場所を明記しなかった。

ベックはインタビューの中で、2024年が最初の打ち上げの目標日であることに変わりはないと述べている。「しかし、アビオニクスからバルブに至るまで、エレクトロンで実証された技術をニュートロンでも活用すると付け加えた。SPAC合併による株式公開で調達した資金で、中性子の開発費を賄う予定だ。"我々は2024年に何かをパッドに載せたいと考えており、それに間に合うように非常に積極的に推進していきます。"

同社は声明の中で、「現在、米国東海岸の発射場、ロケット製造施設、アルキメデスエンジンのテスト施設を選定するための競争的なプロセスを進めている」と述べているが、ベックは選定のスケジュールを明らかにしていない。

コストパフォーマンス・バランスを求める顧客

ロケットラボは、ニュートロンの展開に最適化された衛星コンステレーションを計画している企業など、このロケットの潜在的な顧客との話し合いを始めている。ベック氏は、米国宇宙軍からの関心についても言及しており、ロケットラボは9月にNeutronの上段の研究を支援するために2,430万ドルを獲得した。

ベックは、ニュートロンの打ち上げ価格については言及しなかったが、同クラスの他のロケットと比較して価格面で完結するだろうと述べた。「現在運用されているものや提案されているものに対して、信じられないほどのコスト競争力を持てると思わなければ、この機体を作る意味はないでしょう」と述べた。

真似できるものならやってみたまえ

今回公開されたニュートロンのデザインは、3月に発表されたものとは異なります。以前のデザインは、ファルコン9との類似点があるものの、第1段の側面に折りたたまれた着陸脚など、より従来型のロケットのように見えました。

「私たちが発表したニュートロンのデザインは、非常に伝統的なロケットでした。「もっと時間をかけてデザインを洗練させたかったというのもあります。また、人に真似されることにうんざりしていたので、人が好き勝手に真似しても問題ないようなものを出しました」。