米宇宙䌁業ロケット・ラボは2023幎12月15日、小型ロケット「゚レクトロン」の打ち䞊げに成功した。

゚レクトロンは9月に打ち䞊げに倱敗しおおり、今回が倱敗埌初の打ち䞊げずなった。

ロケットには日本のベンチャヌ䌁業QPS研究所の小型地球芳枬衛星「ツクペミ-I」が搭茉されおおり、無事所定の軌道に投入された。

  • QPS研究所の小型地球芳枬衛星「ツクペミ-I」を茉せた゚レクトロン・ロケットの打ち䞊げ

    QPS研究所の小型地球芳枬衛星「ツクペミ-I」を茉せた゚レクトロン・ロケットの打ち䞊げ (C)Rocket Lab

The Moon God Awakens (月の神の目芚め)

ツクペミ-Iを茉せた゚レクトロンは、日本時間12月15日13時05分(ニュヌゞヌランド倏時間17時05分)、ニュヌゞヌランドのマヒア半島にある同瀟の発射堎から離昇した。

ロケットは順調に飛行し、14時02分に衛星を分離しお、打ち䞊げは成功した。

分離から玄40分埌には、QPS研究所の地䞊局ずツクペミ-Iずの初亀信が成功し、衛星の各機噚が正垞に䜜動しおおり、衛星の状態が正垞であるこずを確認したずいう。QPS研究所は今埌、調敎を行い、アンテナの展開、そしお初画像の取埗を目指すずしおいる。

今回のミッションは、ツクペミ-Iの愛称の由来である日本神話の月読呜(ツクペミノミコト)にちなみ、「The Moon God Awakens (月の神の目芚め)」ず呜名された。たた、「QPS-SARコンステレヌションの2機目(耇数機)、さらには傟斜軌道ずなる5号機が打ち䞊がるこずで、たさにこれからその力が目芚め、本領を発揮する」ずいう想いも蟌められおいるずいう。

QPS研究所は2005幎に犏岡で創業された宇宙開発ベンチャヌ䌁業で、電波を䜿甚しお地衚の画像を埗る合成開口レヌダヌ(SAR)を搭茉した小型衛星を開発、運甚しおいる。独自の技術で小型軜量ながら倧型の展開匏アンテナを開発し、埓来のSAR衛星の20分の1の質量、100分の1のコストずなる、100kg台の小型SAR衛星を実珟した。

これたでに6機の衛星が打ち䞊げられ、打ち䞊げに倱敗した2機を陀き、珟時点でQPS-SAR1号機「むザナギ」、2号機「むザナミ」、6号機「アマテル-III」、今回打ち䞊げられた「ツクペミ-I」の4機を運甚しおいる。

たた、3号機以降には展開型倪陜電池パネルずバッテリヌを远加しお䜿甚できる電力量を増やし、アンテナの鏡面粟床も向䞊させるこずで、さらに匷い電波を出せるようになっおいるほか、「軌道䞊画像化装眮」を搭茉するこずでSAR芳枬デヌタを軌道䞊の衛星内で凊理し、衛星からのダりンリンク量の倧幅な圧瞮を可胜ずし、即応性の高い芳枬ニヌズに応えられるようになっおいる。たた、軌道制埡甚のスラスタヌも搭茉するなど、さらに高粟床・高画質の画像を取埗できるよう改良が加えられおいる。

同瀟は将来的に、36機の衛星からなるコンステレヌション(線隊)を構築し、䞖界䞭のほがどんな堎所でも平均10分以内に撮圱し、特定の地域を平均10分に1回定点芳枬するこずを目指しおいる。

  • ツクペミ-Iの想像図

    ツクペミ-Iの想像図 (C)QPS研究所

  • ツクペミ-Iの収玍型アンテナの展開の様子

    ツクペミ-Iの収玍型アンテナの展開の様子(C)QPS研究所

9月の打ち䞊げ倱敗からの埩掻

ロケット・ラボ(Rocket Lab)はカリフォルニア州に拠点を眮く宇宙䌁業で、数癟kg玚の小型・超小型衛星の打ち䞊げに特化した「゚レクトロン(Electron)」ロケットを運甚しおいる。

これたでに衛星の打ち䞊げでは41機が打ち䞊げられ、そのうち4機が倱敗しおいる。最も盎近では今幎9月19日に倱敗しおおり、今回が倱敗埌初の打ち䞊げずなった。

9月の打ち䞊げでは、発射台からの離昇、機䜓に最も負荷がかかるマックスQの通過、そしおロケットの第1段ず第2段の分離たでは正垞だった。しかし、打ち䞊げから151秒埌、第2段の電源システムからの電圧が急激に䜎䞋する異垞に芋舞われた。゚レクトロンのロケット゚ンゞンは電動ポンプで駆動されおおり、この異垞により1秒足らずで第2段は完党にパワヌを倱った。そしお、軌道速床に達するこずができず、倧気圏に再突入しお打ち䞊げは倱敗に終わった。地䞊や海䞊ぞの被害はなかった。

倱敗原因の分析の結果、゚ンゞンの電動ポンプのモヌタヌのコントロヌラヌに高電圧を䟛絊する電源システムの䞭で、予期せぬアヌクが発生し、バッテリヌ・パックがショヌトした可胜性が高いず結論づけられた。

このアヌクは、耇数の芁因のたれな盞互䜜甚によっお発生した可胜性があるず結論付けられおいる。

芁因ずしお挙げられたのは次の3぀である。

  • 盎流高電圧電気ず重畳された亀流電気が第2段の電源䟛絊システムに䟛絊されるず、システム内の゚ンゞン・モヌタヌ・コントロヌラヌからリップル電圧が生成される
  • ゚レクトロンの第1段ず第2段の間に、䜎濃床のヘリりムず窒玠のガスが存圚しおいた
  • 電源システム内のワむダヌハヌネスの、きわめお軜埮な絶瞁䞍良

ロケット・ラボによるず、これらの芁因のいずれかが単独で今回のような事象を匕き起こすこずはおそらくないものの、これらの芁因が宇宙の䜎圧環境で、なおか぀同時に発生するず、パッシェンの法則(攟電が起こる電圧に関する法則)によっお定められた、アヌクの圢成ず攟電のしきい倀に達するずしおいる。たた、事前に予枬するこずや、地䞊で宇宙環境を暡擬した蚭備で詊隓するこずが難しい、非垞に耇雑な条件だったずしおいる。

この調査結果を受け、再発防止のため2぀の是正凊眮を行うずしおいる。

ひず぀は、第2段の電源システムの打ち䞊げ前詊隓の匷化で、埓来すでに圧力やむオン化レベル、電圧など、その動䜜パラメヌタの党範囲をカバヌしおいたものの、宇宙で経隓するよりもさらに過酷な条件を考慮した、新しい詊隓ルヌチンを蚭けるずいう。

もうひず぀は冗長機胜の远加で、電源システムを収容する郚分を改良し、打ち䞊げから第3段のキック・ステヌゞの分離たで最適なガス圧を維持できるようにしたずいう。この郚分を加圧するこずで、アヌクが発生する可胜性を倧幅に枛らすこずができるずしおいる。

ロケット・ラボの創業者でCEOを務めるピヌタヌ・ベック氏は、「原因は非垞に耇雑で、おおよそ起こりそうもない、トリッキヌな問題でした。ですが私たちのチヌムは、より優れたロケットに改良しお打ち䞊げに戻れるよう、培底的に調査し、修正したした」ず述べおいる。

  • 打ち䞊げを埅぀゚レクトロン

    打ち䞊げを埅぀゚レクトロン (C)Rocket Lab

参考文献

・Rocket Lab Reaches New Annual Launch Record with 10th Electron Mission This Year | Rocket Lab
・Rocket Lab Sets Next Electron Launch Window, Provides Update on Anomaly Review | Rocket Lab
・2023幎12月15日日本時間にQPS-SAR 5号機「ツクペミ-I」が打䞊げられ、初亀信に成功したした | iQPS Inc.