韓国から宇宙への道開く - 「ヌリ号」ロケット打ち上げ成功、その意義と課題

「大韓民国の領土から宇宙への道が開かれました。これは30年にわたる困難への挑戦の結果です」――。

一部始終を見守ったユン・ソンニョル(尹錫悦)大統領は、こう力強く宣言した。

韓国航空宇宙研究院(KARI)は2022年21日、新型国産ロケット「ヌリ号」の試験打ち上げに成功した。打ち上げは2回目で、成功は初めて。これにより韓国は、宇宙への自立した輸送能力を確保し、自主的な宇宙開発ができるようになった。

今後、2027年までに4回の打ち上げを行うほか、より大型のロケットの開発にも臨む。

ヌリ号試験機2号機の打ち上げ (C) KARI

ヌリ号

ヌリ号は韓国の新型国産ロケットで、KARIが中心となり、韓国航空宇宙産業やハンファ・エアロスペース、現代重工業など、300社を超える韓国の航空・宇宙メーカーの総力を結集して開発された。

ヌリ(Nuri)という名前は愛称で、正式には「KSLV-II (Korean Space Launch Vehicle-II)」と呼ばれている。ヌリの名は公募で選ばれたもので、韓国の古い言い回しで「世」、「世界」という意味をもつ。

機体の全長は47.2m、最大直径は3.5m。高度600～800kmの地球低軌道に約1.5tの打ち上げ能力をもち、小型～中型ロケットに分類される。

ロケットは3段式で、1段目に新開発の推力75tf級の大型エンジンを4基束ねて装着。第2段には同じ推力75tf級エンジンを、真空用の大きなノズルに改修したものを1基装着している。第3段には、推力7tf級の小型エンジンを装備する。75tf級エンジンも7tf級エンジンも、推進剤にケロシンと液体酸素を使い、エンジン・サイクル(動かす仕組み)にはガス・ジェネレイター・サイクルを採用している。

打ち上げは、韓国南部の全羅南道・高興にあるナロ宇宙センターから行われる。エンジンの試験なども同センターを拠点に行われた。

組み立て中のヌリ号 (C) KARI

ヌリ号の開発は2010年3月から始まり、大きく3段階に分けて進められた。まず2010年3月から2015年7月までの第1段階では、ロケットの予備設計や7tf級エンジンの開発を実施。続いて2015年8月から2019年3月までの第2段階では、ロケットの詳細設計、そして75tf級エンジンの開発と地上燃焼試験を実施した。

他のロケット開発の例に漏れず、ヌリ号の開発においてもさまざまな困難が立ちふさがった。最大の障壁となったのは75tf級エンジンで、それまで韓国には大推力エンジンの開発経験がなかったこともあり、燃焼試験で燃焼振動や不安定現象が発生するなど難航。計画も遅れることとなった。

しかし、韓国の技術者は累計33基の試験用エンジンと、20回以上の設計変更し、そして184回、計1万8290秒間にもわたる徹底した燃焼試験を繰り返し行い、エンジンを完成させた。2018年11月28日には、75tf級エンジンの性能の検証や確認を目的とした試験ロケットの打ち上げにも成功。開発にさらに弾みがついた。

なお、同エンジンの開発にあたっては、韓国メディアで「ウクライナから推力30tf級エンジンを買った」とも報じられている。ただ、ウクライナには報じられたスペックに該当するエンジンは存在せず、厳密には技術協力が行われたのみであり、ウクライナ製エンジンをそのまま載せたというわけではなく、開発の主体も韓国側にあった。

第2段階と並行して、2018年4月からは第3段階がスタート。さらなる開発と、2回の試験打ち上げを行い、ヌリ号を完成させる計画となっている。

そして2021年10月21日、ヌリ号の試験機1号機の打ち上げを実施した。しかし、第3段の燃焼が計画より早期に止まり、地球をまわる軌道に乗ることはできなかった。その後の調査で、第3段の飛行中に内部のヘリウム・タンクが脱落し、その結果エンジンが早期に停止したと突き止められた。

その後、KARIは同タンクを中心に改修を加え、試験機2号機の打ち上げに挑んだ。