【レポート】

新たなアリアドネーの糸、欧州の次世代ロケット「アリアン6」の設計固まる - 【前編】紆余曲折を経て決まったアリアン6

鳥嶋真也  [2016/02/10]

欧州が開発を進める次世代ロケット「アリアン6」。検討中の紆余曲折を経て、今年1月に設計が完了し、いよいよ開発が本格化する。

アリアン・ロケットを運用するアリアンスペースは現在、世界の商業衛星打ち上げ市場において約半分のシェアを握っているが、米国スペースXの「ファルコン9」ロケットが、その安さを武器に、徐々にシェアを広げつつある。また世界各国でも、今後数年のうちに続々と新型ロケットが登場し、アリアン6は生まれる前から大きな課題を背負わされている。

果たしてアリアン6は、この難題を解決できる「アリアドネーの糸」となれるのだろうか。

アリアン6の想像図 (C) ESA

アリアン6は2020年の初打ち上げを目指す (C) ESA

アリアドネーの糸、みたび

ギリシア神話によると、地中海に浮かぶクレーテー島にはかつて、ミーノータウロスという怪物が棲んでいた。この怪物に脅かされていたアテーナイ国のテーセウス王はこの怪物を倒すことを決意し、いざクレーテー島に乗り込む。しかしミーノータウロスは脱出不可能な迷宮の中におり、テーセウスが生きて帰れる保証はなかった。

そこに、テーセウスに惚れた、クレーテー島の王の娘アリアドネーが現れ、彼に糸を手渡す。迷宮の入り口に糸をくくりつけて垂らしながら進み、帰りはその糸を辿ることで、迷わずに帰ってこられるのではないかという機転のきいたアイデアだった。そしてテーセウスは見事ミーノータウロスを倒し、無事に迷宮から抜け出すことに成功したのだった。

――この「アリアドネーの糸」の伝説や言葉は、混迷から抜け出したり、難問を解決したりするため鍵という意味で、さまざまなところで使われている。

それは宇宙開発も例外ではない。1960年代、英国やフランス、西ドイツなどの欧州各国は、お互いに協力して大型ロケットを開発するという計画を立ち上げたが、足並みがそろわず、一切の成果を残せないまま失敗に終わる。しかしフランスは諦めず、仕切りなおしの計画として「アリアン」ロケットの開発計画を立ち上げる。アリアンとはアリアドネーのフランス語表記「Ariane」(アリアーヌ)を英語読みしたものである。

ロケットなどの乗り物に神話に由来する名前を付けることは欧米ではある種の慣例であり、また「アリアーヌ」自体、フランスでは人名としてごく普通に使われるものではあったが、その背景には、欧州共同でのロケット開発の失敗という苦い経験から抜け出したいという意図があったといわれている。

このアリアン・ロケットの開発は成功し、1979年に「アリアン1」が誕生した。翌1980年にはアリアンを運用するための「アリアンスペース」という会社が設立され、それまで米国が幅を利かせていた人工衛星の商業打ち上げ市場に参入した。ロケットも「アリアン2」、「アリアン3」と改良が重ねられ、1988年から「アリアン4」が登場。アリアン4は性能、成功率ともに申し分ない傑作機で、アリアン・ロケットは世界で最も成功した商業ロケットとなった。

そして1996年には最新型の「アリアン5」ロケットが登場し、現在までに84機が打ち上げられ、70機の連続成功を達成。アリアンスペースも静止衛星の商業打ち上げ市場で約半分の市場占有率(シェア)を維持し続けるなど、順風満帆な歩みを続けている。

アリアン4ロケット。116機が打ち上げられ、そのうち113機が成功という好成績を残し、2003年に引退した。 (C) ESA

アリアン4の後継機として登場したアリアン5。これまでに84機が打ち上げられ、70機の連続成功を続けている。 (C) Arianespace

だが近年、その風向きが変わりつつある。2010年に米国の「スペースX」が送り出した「ファルコン9」ロケットが、アリアン5の3分の1ほどという安さを武器に徐々に勢力を伸ばし始めたのである。現在では、ロシアのロケットの信頼性低下も相まって、市場はアリアンとファルコン9でほぼ二分されており、さらにこのままアリアンのもつシェアさえも侵食する可能性があった。

新たに立ちふさがったファルコン9という怪物を迎え撃つため、三度目のアリアドネーの糸となるべく、次世代ロケット「アリアン6」の検討が始まった。

低価格を武器に勢力を伸ばしつつある米スペースXのファルコン9ロケット (C)SpaceX

アリアン6

もっとも、ファルコン9が登場したからアリアン6の検討が始まった、というのは正確ではない。欧州宇宙機関(ESA)は2004年から、当時、最大の競争相手だったロシアや中国のロケットに対抗するために「次世代ロケット」(Next-Generation Launcher)というアリアン5の後継機の検討を続けていた。その後状況が変わり、ファルコン9が主たる敵となったが、競争相手に勝つためという意図は変わっていない。

この次世代ロケットがアリアン6という名前で呼ばれ始めたのは2012年ごろからで、当時は第1段と第2段に固体ロケット、第3段に液体ロケットをもつ「PPH」という構成が検討されていた。現在のアリアン5は液体ロケットを第1段と第2段にもち、その両脇に固体ロケットを補助ブースターとしてもつ構成をしているため、このアリアン6の構成は大きな変化であり、挑戦でもあった。これには第1段と第2段を基本的に同じつくりにすることで、大量生産による低コスト化を図るという考えがあった。ロケットの完成予想図はいくつか変わったものの、しばらくはPPH構成は維持された。

当時、この構成は「トリプル・セヴン」とも呼ばれていた。これは7年で開発し、静止衛星の打ち上げ能力が7トン、そして打ち上げコストが7000万ユーロという、7尽くしであったことに由来する。

アリアン6のPPH案。第1段と第2段に固体ロケット、第3段に液体ロケットをもつ。 (C) ESA

CNESが検討していたアリアン6のPPH案のひとつ。ESA案と構成は同じだが、第1段の構成が異なる。 (C) CNES

ところが2014年、アリアン5の製造を行っている欧州の航空宇宙大手「エアバス」と、エンジン・メーカーとして知られる「サフラン」が、共同でロケット開発会社「エアバス・サフラン・ローンチャーズ」(ASL)を立ち上げると発表。それまでESAやフランス国立宇宙研究センター(CNES)といった国の機関が主導していたアリアン6の検討を、産業側が主導する形に改められることになった。

これは非常に大きな変化、決定だった。アリアン5までは、ESAやCNESが開発を主導し、ESAに加盟している欧州各国の企業に対し、その出資比率に合わせて部品の発注を分ける、「ジオリターン」(GeoReturn)という方法がとられていた。これは安全、確実に開発でき、ESA加盟国すべてがロケット開発で潤うという利点はあったものの、開発スピードは遅く、またロケットに採用する技術や部品を、純粋に技術や性能の高さやコストの安さで選べないという欠点もあった。

ただ1社でファルコン9を開発したスペースXと対峙していくことを考えると、これらの欠点は致命的な弱みとなる。そもそも産業側からは、ESAやCNESの考える「トリプル・セヴン」案では「打ち上げ能力が足らない上に価格が高い」、つまり市場で勝てないという意見が出ており、危機感を強めた産業側が立ち上がり、ロケットの開発体制から設計に至るまで、大きな変化が起こることになったのである。

その結果、アリアン6ではジオリターンに原則的にこだわらない開発、製造が行われることになった。そしてASLが出した案は、現在のアリアン5と同じ第1段と第2段に液体ロケットを、補助ブースターとして固体ロケットという構成をもち、打ち上げ能力も維持、その上で打ち上げコストを半額にするというものだった。

その後も検討が続けられる中で、第1段と第2段の直径や、ブースターの形が変わるといった変化はあったものの、構成やコスト目標はこれで定着し、今年1月には設計と、製造に向けた産業側の準備が完了。これからいよいよ、実際の部品を造ったり試験をしたりと、開発が本格化する。順調に進めば、2020年にも1号機が打ち上げられることになっている。

産業側が中心となって再検討されたアリアン6。アリアン5と同じ、第1段と第2段に液体ロケット、補助ブースターに固体ロケットを使う。 (C) ESA

アリアン6の現時点での想像図。左の図と比べ、第1段、第2段の直径が太くなり、固体ブースターの形も変わっている。 (C) ESA

(後編に続く)

参考

・Airbus Safran Launchers: a highly promising first year
 http://www.airbusafran-launchers.com/wp-content/uploads/2016/01/ASL-1-year.pdf
・Ariane 6
 https://airbusdefenceandspace.com/our-portfolio/space-systems/ariane-6/
・Ariane 4 / Launchers / Our Activities / ESA
 http://www.esa.int/Our_Activities/Launchers/Ariane_42
・Airbus, Safran Form Space Launch Joint Venture | AWIN ONLY content from Aviation Week
 http://aviationweek.com/awin-only/airbus-safran-form-space-launch-joint-venture
・Airbus Group and Safran Launch Joint Venture
 http://www.airbusafran-launchers.com/wp-content/uploads/2014/12/PR-Airbus-Safran-Joint-Venture-EN.pdf
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