米国航空宇宙局(NASA)は2020年5月1日、有人月探査計画「アルテミス」における有人月着陸船の開発で、Amazon創業者のジェフ・ベゾス氏のブルー・オリジン、ダイネティクス、イーロン・マスク氏が率いるスペースXの、米企業3社と契約したと発表した。

今後、それぞれが競い合う形で開発が進められ、2024年に予定している有人月着陸や、その後の継続的な月探査での使用を目指す。

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    アルテミス計画における月着陸船の開発企業のひとつに選ばれたブルー・オリジンの案 (C) Blue Origin

民間企業の着陸船で月へ

現在、NASAが進めている有人月探査計画「アルテミス」では、その最初の第一歩として、2024年に有人月着陸を行うことを計画している。実現すれば、アポロ以来約半世紀ぶりに人が月に降り立ち、また初めて女性宇宙飛行士が月に降り立つことにもなる。

また、月へ行って帰ってくるだけだったアポロ計画とは異なり、アルテミス計画では水(氷)があるとされる月の南極を拠点に、何度も繰り返し継続的に探査し続けることを目指している。

こうした計画において重要となるのが民間企業の存在で、すべて国が主導したアポロ計画とは異なり、アルテミスは民間企業と密接に協力したり、役割分担したりして進める方針となっている。たとえば、宇宙飛行士が乗る宇宙船やロケット、月周回軌道に建造する宇宙ステーション「ゲートウェイ」などはNASAが開発するが、月着陸船の開発や、ゲートウェイのモジュール(部品)の打ち上げなどは民間が担うことになっている。

これにより、民間の宇宙ビジネスを振興するとともに、コストを抑えて持続的な有人月探査を実現することを目指している。さらに、NASAはより将来の有人火星探査に注力することもできる。

これまでも、ISSへの物資や宇宙飛行士の輸送を民間に任せる「COTS」計画や、月への観測機器などの物資の輸送を民間に委ねる「ルナーCATALYST」計画などで同様の手法が用いられており、一定の成果を挙げている。

今回選ばれたのは、「有人月着陸システム(HLS:Human Landing System)」と呼ばれる、月周回軌道から月面への着陸、そして月から離陸し月周回軌道に入るまでの、一連の往復ミッションを担うシステムを開発する企業である。

選ばれたのは、ブルー・オリジン、ダイネティクス、そしてスペースXの3社。契約期間は10か月で、契約の合計額は9億6700万ドル。このうち、ブルー・オリジンは5億7900万ドル、ダイネティクスは2億5300万ドル、スペースXは1億3500万ドルを受け取る。NASAによると、資金の提供額の差は、期待値や実現可能性の優劣を示すものではないとしている。なお、航空宇宙大手のボーイングも提案していたが、選定されなかった。

選ばれた3社は今後、それぞれ設計や開発を進め、2021年2月に予定されている審査に臨む。NASAによると、3つの提案すべてを実現させたいとしているが、予算の都合などから絞り込まざるを得なくなるだろうという。ただ、計画の冗長性や柔軟性、将来性などを確保するため、最低でも2社は残したいとしている。

そしてそのうちの1社が、2024年に予定されているアルテミス計画における最初の有人月着陸ミッション「アルテミスIII」で使用される。このとき、NASAは"調達"という形で、宇宙飛行士の輸送を企業に発注。企業はNASAから支払われる費用と引き換えに、輸送サービスを提供する。

アルテミスIIIミッションでは、まず月着陸機を月周回軌道に送り込んでおき、そのあとで宇宙飛行士が乗った「オライオン」宇宙船を巨大ロケット「スペース・ローンチ・システム(SLS)」で打ち上げ、月周回軌道に投入。両者はドッキングし、宇宙飛行士が月着陸船に乗り移り、そして月へと降りる。

船外活動を終えたのち、宇宙飛行士は月着陸船で月周回軌道に戻り、オライオンとふたたびドッキング。そして、地球へ帰還する。

月着陸船は再使用が可能で、また並行してゲートウェイの建造も進められ、いずれはゲートウェイを拠点に、継続的な月探査が進められる。そして、その知見や実績をもとに、2030年代以降にはゲートウェイを使って有人火星探査に挑むという流れとなっている。

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    アルテミス計画における有人月探査の想像図 (C) NASA

ブルー・オリジンを中心とする"ナショナル・チーム"

ブルー・オリジン(Blue Origin)はAmazon創業者のジェフ・ベゾス氏が設立した企業で、先進的なロケットやロケットエンジンの開発や試験を行ってきた実績をもつ。また、月への植民と経済開発を実現するという目標をもち、その姿勢はしばしば「月にもAmazonを広げようとしている」とも呼ばれる。

同社は、今回のHLS開発にあたり、ロッキード・マーティンやノースロップ・グラマン、ドレイパーといった、航空宇宙業界で有名な米企業と連携しており、「ナショナル・チーム」と呼んでいる。

ブルー・オリジンは主契約者として計画を率いるとともに、月面に着陸するための機体「ディセント・エレメント」の開発を担当。ロッキード・マーティンは月面からの上昇ロケット「アセント・エレメント」の開発や、有人飛行の運用や訓練を提供する。ノースロップ・グラマンは、月周回軌道における軌道変更を行う「トランスファー・エレメント」を開発。そしてドレイパーは降下時の誘導システムや、電子機器を提供する。

ブルー・オリジンは2019年5月、「ブルー・ムーン(Blue Moon)」と名づけた月着陸機の開発計画を発表。これまで3年間にわたって、自己資金で「BE-7」と呼ばれる液体酸素/液体水素エンジンなどの開発を続けている。

ブルー・ムーンは最大3.6tの物資を搭載でき、複数の小型衛星を月軌道に放出したり、観測機器や探査車を月面に下ろしたりできるほか、有人の月着陸機に発展させることもできるとされていた。

一方ロッキード・マーティンは、NASAの次世代宇宙船となるオライオンを開発しており、またノースロップ・グラマンは現在、「シグナス」という無人補給船を運用し、国際宇宙ステーション(ISS)への物資補給を行っている。

ブルー・オリジンが提案しているHLSはこれらを組み合わせたもので、月への着陸にはブルー・ムーンの技術を、月軌道における軌道変更にはシグナスの技術を、そして月面から離陸する際にはオライオンの技術をベースに開発するとしている。

打ち上げには、ブルー・オリジンが開発している「ニュー・グレン(New Glenn)」のほか、ユナイテッド・ローンチ・アライアンスの次世代ロケット「ヴァルカン(Vulcan)」を使うという。

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    月を回る軌道を飛ぶブルー・オリジンなどナショナル・チームの月着陸船の想像図 (C) Blue Origin

ダイネティクスを中心とする国際チーム

ダイネティクス(Dynetics)はアラバマ州にある大手の防衛・航空宇宙企業で、タレース・アレーニア・スペース・イタリア、シエラ・ネヴァダなど、米国内外の25社と連携して開発に挑む。

同社は月着陸船について、あまり多くのことを明らかにしていないが、居住モジュールがあり、最大2人の宇宙飛行士を乗せ、約1週間の月面居住を含む月周回軌道から月面の往復ミッションを実施できるという。また、将来的に月面基地が建設され、着陸船に月面居住の機能が不要になれば、最大4人まで搭乗できるとしている。

打ち上げには、NASAが開発中の巨大ロケットSLSのほか、ULAのヴァルカンにも搭載できるという。

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    ダイネティクスの月着陸船の想像図 (C) Dynetics

スペースXの「スターシップ」

イーロン・マスク氏率いるスペースXは、巨大宇宙船「スターシップ」の改造型を提案した。

スターシップは同社が自主開発している宇宙船で、直径9m、全長50mの巨体をもち、打ち上げに同じく巨大な「スーパー・ヘヴィ」ロケットを使うことで、最大100人の人員、もしくは100tの物資を地球低軌道へ運ぶことができる。現在は試作機の開発や試験が行われており、今後、高度数十kmへの試験飛行などを経て、実機の製造に移る計画となっている。

スターシップはもともと、地球から月や火星へ行き、現地に滞在したのち、地球に帰ってくることができる宇宙船として開発が進められているが、HLSへの提案にあたっては、月周回軌道と月面の往復、月面での滞在に特化した設計に変更されている。

たとえば、火星や地球への着陸時に必要となる巨大な翼は、月では不要であることから取り外されている。また、月面でロケットの下部にあるエンジンを噴射して離着陸すると、月の砂を巻き上げてしまうことから、機体側面に離着陸のためのロケットエンジンが追加されている。また、あくまでアルテミス計画で使うことを考えているため、地球からの打ち上げでは人を乗せず、他社の提案と同じように月周回軌道でオライオンとランデヴーしたうえでに月に降りる。

その一方で、スターシップの特徴である巨大な機体はそのままで、前述の2社の提案に比べ、はるかに大量の人員や物資を運ぶことが可能であるなど、明らかに一線を画している。

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    スペースXのスターシップ(改造型)の想像図 (C) Blue Origin

これら3社の提案について、NASAのジム・ブライデンスタイン長官は「それぞれが非常に異なっています。月へより速く行くことを考えている案もあれば、コストを下げる画期的な技術を生み出すことを目指している案もあります」と語る。

また、とくに他社とは大きく異なるスペースXの案に対しては「明らかに他とはまったく異なるソリューションです。しかし、これはゲーム・チェンジャーとなる可能性があります。私たちはその可能性を軽視したくありません」と期待を語っている。

2024年の月着陸ではゲートウェイは使わず

もっとも、この民間の月着陸船の開発にはやや不安が残る。トランプ政権は2020会計年度のHLSプログラムに約10億ドルを要求していたが、米議会は約6億ドルを計上するにとどまった。今年10月1日から始まる2021会計年度に向けては、トランプ政権は約33億ドル以上を要求しているが、これも満額が認められるかはわからない。

前述した、ISSへの宇宙飛行士の輸送を民間に任せる計画でも、つねに資金不足の問題がまとわりつき、宇宙船の開発が遅れる要因のひとつとなった。HLSでもまた資金が十分に供給されなければ、2024年の月面着陸も遅れることになるかもしれない。

また、以前の計画では、アルテミスIIIでもゲートウェイが使われることになっていたが、コストの都合や、またトランプ大統領が定めた「2024年までに月着陸を実施すること」とした目標を達成するため取りやめとなり、オライオンと月着陸船を直接ドッキングさせる形となった。

ブライデンスタイン長官は「私たちは可能な限り早く月に着陸するため、そのパス(ゲートウェイを使うこと)をやめました」と語る。ただ、「私たちが月での持続的な探査を考えるとき、ゲートウェイはかならず必要です。2回目の月面着陸までには、確実にゲートウェイを導入したいと考えています」と付け加えた。

また、「ゲートウェイを拠点にすれば、月着陸船を何度も再使用できるため、コストを削減できるとともに、月面へのアクセス回数を増やすこともできます。また、月の北極から南極、赤道域をはじめ、月面のあらゆる場所へ行くことができるようになります。そして最終的には火星行きの船としても使うことができ、国際パートナーとの信頼を築くこともできます。私たちはゲートウェイに100%コミットしています」とも語った。

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    月周回有人拠点ゲートウェイの想像図 (C) NASA

参考文献

NASA Names Companies to Develop Human Landers for Artemis Missions | NASA
NASA Selects Blue Origin, Dynetics, SpaceX for Artemis Human Landers
Blue Origin | NASA Selects Blue Origin National Team to Return Humans to the Moon
Dynetics | Dynetics To Develop Nasas Artemis Human Lunar Landing System
Starship | SpaceX

鳥嶋真也(とりしましんや)

著者プロフィール

鳥嶋真也(とりしま・しんや)
宇宙開発評論家、宇宙開発史家。宇宙作家クラブ会員。

宇宙開発や天文学における最新ニュースから歴史まで、宇宙にまつわる様々な物事を対象に、取材や研究、記事や論考の執筆などを行っている。新聞やテレビ、ラジオでの解説も多数。

著書に『イーロン・マスク』(共著、洋泉社)があるほか、月刊『軍事研究』誌などでも記事を執筆。

Webサイトhttp://kosmograd.info/
Twitter: @Kosmograd_Info