【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 - 【後編】「H3」ロケットはミーノータウロスになれるか

 
この記事の前編はこちら:「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 - 紆余曲折を経て決まったアリアン6」

アリアン6は、第1段と第2段に液体酸素と液体水素を使う液体ロケット、補助ブースターに固体ロケットを使う構成自体は、アリアン5を踏襲している。また第1段エンジンはアリアン5にも使われている「ヴァルカン2」というエンジンを改良したものが用いられる。

一方、第2段には、より高性能な「ヴィンチ」というエンジンが使われる。ヴィンチは2000年代から開発が進められていたエンジンで、当初はアリアン5の改良型に搭載される計画だったが、予算などの都合で頓挫。アリアン6でようやく日の目を見ることになった。ヴィンチの最大の特長はエンジンの再着火ができることで、これにより衛星をより正確な軌道に投入したり、あるいは複数の衛星をそれぞれ異なる軌道に投入することが可能になる。

固体ロケット・ブースターには、P120Cという新しいモーターが使われる。これはイタリア主導で開発され、アリアンスペースが運用する小型の固体ロケット「ヴェガ」の第1段モーターを改良したもので、また現在、同じP120Cを第1段に使う「ヴェガC」という改良型ロケットの開発も進められている。

アリアン6の第1段エンジンには、アリアン5で使われているヴァルカン2エンジンの改良型が用いられる予定 (C) ESA

左がヴェガC、右がアリアン6(旧案)。ヴァガCの第1段とアリアン6の固体ロケット・ブースターは基本的に共用される。 (C) ESA

つまり、第1段は既存のエンジンの改良、第2段は2000年代から長年開発が続けられていたエンジン、固体ブースターも他のロケットの改良で、共用もされるという、あまり新しい開発要素のない、堅実な設計を採用している。

一方、アリアン5と大きく変わっているのは、ブースターの装着基数を2基と4基で選ぶことができ、より柔軟な打ち上げが可能になっている点である。

ブースター2基の構成は「A62」と呼ばれ、静止衛星を打ち上げる際に投入される静止トランスファー軌道という軌道に、最大5トンほどの打ち上げ能力をもつ。ブースター4基の構成は「A64」と呼ばれ、こちらはアリアン5と同じ、静止トランスファー軌道に10.5トンの打ち上げ能力をもつことが計画されている。

アリアン5はその大きな打ち上げ能力を活かして、1機のロケットで静止衛星を2機同時に打ち上げるという芸当を強みとしていた。アリアン6がかつてトリプル・セヴンと呼ばれていたころには、この2機同時打ち上げを止め、ロケット1機あたりの価格を安くすることで他国のロケットと勝負するという方向が検討されていたが、最終的には続ける方針で固まった。

ただ、2機同時打ち上げを行うためには、当然2機の衛星が揃わなければならず、顧客の好きなときに衛星を打ち上げられなかったり、同乗相手の衛星の製造が遅れた際に、自分の衛星の打ち上げも延期となったりするなどの短所もあった。そこで衛星が1機のみ打ち上げることに特化したA62が用意されることになった。たとえば打ち上げまでの時間を最優先にする顧客や、また軍事衛星などを迅速に打ち上げたい欧州各国の政府からの打ち上げ需要が期待されている。

またA62は、ESAの地球観測衛星や、欧州各国の偵察衛星、欧州版GPSこと「ガリレオ」衛星など、低軌道、中軌道に向けた衛星の打ち上げにも使われることになっている。これらの衛星は従来、ロシアから輸入した「サユース」ロケットを使って打ち上げられていたが、安全保障にもかかわる衛星の打ち上げを他国のロケットに委ねることに、かねてより批判が出ており、アリアン6で改められることになったようである。

ただ、今後の欧州によるサユースの運用をどうするかについて、まだ明確なスケジュールは発表されておらず、サユースの使用を止めるのか、アリアン6と並行して運用が続けられるのか、それはいつまでなのか、といった具体的なことはまだ不明である。

アリアン6のA62構成とA64構成の違い (2015年4月9日に開催されたアリアンスペースの記者会見より)

アリアン6のA62構成とA64構成の解剖図。ブースターの基数や衛星を1機か2機積めるかといった違いがある。 (C) ESA

価格はアリアン5の半額、再使用も視野

アリアン6の打ち上げコスト、価格について、明確な数字は出されていないが、アリアン5の半額になると表明されている。アリアン5の価格も公表されていないので推測にはなるが、A62は7500万ユーロ(現在の為替レートで約97億円)、A64は9000万ユーロ(約117億円)ほどになるとされる。A64は衛星の2機同時打ち上げが可能なので、発注側はこの価格を、衛星質量の割合に応じて出し合うすることになる。

ちなみに、現在のファルコン9の価格は公称で6120万ドル(約71億円)であり、A64の2機同時打ち上げであれば十分に戦える数字ではある。

もっとも、ファルコン9は現在、打ち上げコストの大幅な削減を目指し、ロケットの機体を再使用する構想をもっている。スペースXは最終的に、現在の100分の1まで安くすると豪語しているが、たとえ2分の1や3分の1程度になったとしても、アリアン6はとたんに戦えなくなる。

ただ、フランス国立宇宙研究センター(CNES)やエアバスでも、「アデライン」(Adeline)と呼ばれるロケットの再使用に向けた研究は進められている。アデラインは、第1段機体すべてを回収、再使用するファルコン9とは違い、第1段ロケットエンジンのみを回収して再使用するという計画である。今のところはまだ、アリアン6に実際に採用されるという話はないが、いずれ具体的になる可能性はある。

アデラインの想像図 (C) Airbus Defence and Space

迷宮入り口での駆け引き

現在、新しいロケットを開発しているのは欧州だけではない。2020年代に向けて、世界各国で新型ロケットの開発ラッシュが起きている。

米国ではスペースXがファルコン9の改良型「ファルコン9 v1.1 フル・スラスト」を完成させ、さらに強力な打ち上げ能力をもつファルコン・ヘヴィの開発も行われている。同社がロケットの再使用による低コスト化に成功すれば、市場の勢力図は大きく塗り変わるだろう。また、スペースXに似た宇宙ヴェンチャーのブルー・オリジンも再使用可能な大型ロケットの開発に着手しており、2019年ごろの初打ち上げを目指すとしている。

また、アトラスVやデルタIVロケットを運用するユナイテッド・ローンチ・アライアンスでは「ヴァルカン」ロケットの開発を進めており、こちらもエンジンの再使用による打ち上げコストの低減を視野に入れている。

ロシアは近年ロケットの失敗が頻発しているが、新型の小型、中型、大型「アンガラー」ロケットを開発し、商業打ち上げ市場に投入しつつある。中国も新型の大型ロケット「長征五号」、小型ロケット「六号」、中型ロケット「七号」を開発しており、このうち六号はすでに打ち上げられ、五号、七号も今年中に初打ち上げが行われる予定だ。インドも大型ロケット「GSLV Mk-III」の開発を進めており、数年のうちに実運用に入る予定となっている。

そして日本では、H-IIAロケットの後継機となる「H3」の開発が進んでいる。H3もまた、コストを現行機の半額にすることを目指しており、初飛行も2020年と同じで、アリアン6と直接競合することになる。

こうした世界各国の次世代ロケットがひしめく中で、アリアン6によって今のシェアを維持できるのか、そもそも生き残れるのかはまだ未知数である。しかし、現行の半額というコスト目標や今後のトレンドを見越した打ち上げ能力の設定、そして開発体制の変化は、打てるだけの手が打たれた結果といえよう。

果たしてアリアン6は新しいアリアドネーの糸になれるのか。一方、ファルコン9やH3など他のロケットは、その糸を食い千切られるほどのミーノータウロス役になれるのか。クレーテー島から宇宙開発の世界へと舞台を移し、新しい物語が始まろうとしている。

開発が順調に進めば、2020年にもアリアン6の1号機が打ち上げられる予定。 (C) ESA

参考

・Ariane 6 / Launch vehicles / Launchers / Our Activities / ESA
 http://www.esa.int/Our_Activities/Launchers/Launch_vehicles/Ariane_6
・Airbus Safran Launchers
 http://www.airbusafran-launchers.com/#ariane-en
・Ariane 6
 https://airbusdefenceandspace.com/our-portfolio/space-systems/ariane-6/
・Ariane 6, un chantier européen pour rester dans la course spatiale
 http://www.lemonde.fr/economie/article/2014/12/01/les-europeens-s-appretent-a-mettre-ariane-6-en-chantier_4532259_3234.html
・Airbus Defence and Space’s solution to reuse space Launchers
 https://airbusdefenceandspace.com/reuse-launchers/
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