3機目となった海外衛星の打ち上げ受注

三菱重工は3月9日、アラブ首長国連邦・ドバイの先端科学技術研究所(EIAST)から、地球観測衛星ハリーファサットの打ち上げを受注したと発表した。2017年度にH-IIAロケットを使い、宇宙航空研究開発機構(JAXA)の温室効果ガス観測技術衛星「GOSAT-2」に相乗りする形で打ち上げられる予定だ。

三菱重工ではかねてより、H-IIAを使った商業打ち上げの受注獲得に向けて努力が続けられてきたが、H-IIAは他のロケットと比べ値段が高いことや、打ち上げ回数が少なく信頼性が低かったこともあり、なかなか市場に割り込むことができなかった。しかし2012年には韓国の地球観測衛星「アリラン3号」の打ち上げに成功し、また2015年度中にはカナダ・テルスター社の「テルスター12V」の打ち上げも控えているなど、徐々に光明が見えつつある。

3機目となった海外衛星の打ち上げ受注

今回、三菱重工が受注したハリーファサットは、EIASTにとって3機目となる地球観測衛星だ。開発と製造は、韓国のサトレック・イニシアティヴ社とEIASTとの共同で行われた。衛星には解像度70cmほどの電子光学センサーが搭載されており、打ち上げ時の質量は350kgで、設計寿命は5年ほどが予定されている。

2007年に宇宙航空研究開発機構(JAXA)からH-IIAの打ち上げ事業の移管を受けて以来、三菱重工は商業打ち上げの国際市場への売り込みを図ってきた。今回のハリーファサットは、海外衛星の受注としては3件目となる。

「商業打ち上げ」というのは、簡単に言うと「ロケットでお客となる衛星を打ち上げることでお金を稼ぐ」ということだ。ロケットの打ち上げというと、どうしても国の威信を賭けたお祭り騒ぎだと思われがちだが、実際のところは、ロケットを使って旅客機や宅配便のように人や荷物を送り届けることが、すでにビジネスとして成立している。

商業打ち上げ市場は、欧州の「アリアン5」ロケットと、ロシアの「プロトーンM」ロケットがシェアの大半を占めている。また近年は主にプロトーンMが占めていた分を、米国スペースX社の「ファルコン9」が奪いつつある。しかしH-IIAは他のロケットと比べ、さまざまな点でハンデがあり、この中になかなか割って入ることができなかった。

2009年になり、韓国航空宇宙研究院から地球観測衛星「KOMPSAT-3」(後に「アリラン3号」に改名)の打ち上げを受注し、2012年5月18日にJAXAの水循環変動観測衛星「しずく」(GCOM-W)に相乗りする形で打ち上げに成功した。これがH-IIAにとっては初の海外衛星の受注となったが、「しずく」が打ち上げられる軌道とアリラン3号の軌道とが似通っていたため、「しずく」のついでに乗せるという形を取ることで、格安の運賃を提示できたことが受注の最大の理由であった。今回のハリーファサットも「GOSAT-2」の相乗りであるため、おそらくアリラン3号のときと同じように、他のロケットと比べると格安の運賃を提示できたものと見られる。

そして2013年になり、衛星通信大手のテルスター社からテルスター12Vの打ち上げの受注を獲得した。テルスター12Vは相乗りではなく単体で打ち上げられ、またこの規模の衛星の打ち上げは従来アリアン5などの独壇場であったため、H-IIAは初めてライヴァルに勝ったことになる。テルスター12Vは2015年中に打ち上げられる予定だ。ただ、この打ち上げでは、JAXAによって改良されたH-IIAの第2段機体が初めて使用されることから、打ち上げ費用のいくらかをJAXAが負担したと推測されている。したがってその分、他のロケットより安い価格を提示できた可能性は否定できない。とはいえ、この打ち上げをしっかり成功させることができれば、今後の受注獲得に弾みがつくことは間違いないだろう。

とにもかくにも、2007年のH-IIAの民間移管から6年、また三菱重工は1994年に登場した先代のH-IIロケットのころから商業打ち上げを狙っていたから、実に約20年越しに悲願が達成されたことになる。

いくつものハンデを背負っていたH-IIA

H-IIAはこれほどまで商業打ち上げ受注の獲得に苦労した理由はいくつかある。

まずひとつは価格の問題だ。三菱重工はH-IIAの価格を公表していないが、約110億円ほどと推測される。海外のロケットとの比較は為替レートが関係してくるため難しいが、おおよそ他のロケットと同程度か、もしくは高く、少なくとも安くはない。

もうひとつは打ち上げ回数が少なく、信頼性が低い、あるいは評価ができなかったという点だ。厳密に定義されているわけではないが、ロケットの成功率は95%を超えると一里塚を越えたとみなされる。H-IIAは、2011年12月12日に打ち上げられた20号機の成功により、初めて成功率95%に達した。しかし、20機前後の打ち上げ数では、まだ本当に安定して飛べるロケットなのかを評価するのは難しい。ちなみに、当時すでにアリアン5は60機、プロトーンMも59機が打ち上げられていた。

打ち上げ成功率とは、打ち上げ成功数を総打ち上げ回数で割ったものだ。つまり極端なことを言えば「1機中1機成功」と「100機中100機成功」は同じ数値になってしまうため、打ち上げ成功率はそのパーセントで表される数値よりも、その計算の基となった分母と分子の数値の方が重要となる。

つまり当時のH-IIAは「他と比べて安くない上に、打ち上げ回数が少なく実績も信頼性もないロケット」として見られていたわけだ。

その後、H-IIAはゆっくりとではあるが着実に打ち上げ成功を重ね、現在までに27機中26機が成功し、またそのうち直近の21機は連続で成功しており、ようやく打ち上げ成功率の数値が、有意な数値として捉えられる段階にまで達しつつある。ただ、いかんせん他のロケットと比べると30機前後ではまだ少ないため、今後も成功し続けていかなければならない。

またH-IIAが抱えていたハンデは、ロケットそのもの以外に、打ち上げが行われる種子島宇宙センターの立地にもあった。

かつては、ロケットの部品が海上に落下することから、その周辺で操業する漁業関係者との間で、夏季と冬季の合計190日しか打ち上げができないという制限が設けられていた。つまりロケットを打ち上げたいときに打ち上げられない状況にあり、商業打ち上げにとって障壁となっていた。それが2010年になり、漁業関係者との間で交渉が成立し、2011年度からいつでも打ち上げができるようになった。

また、通常ロケットが静止衛星を打ち上げる場合、まず静止トランスファー軌道という、静止軌道の一歩手前の軌道に衛星を投入する。静止軌道は赤道上にあるが、種子島宇宙センターは北緯約30度の地点にあり、またH-IIAの能力の制約もあって、赤道から約30度ほど傾いた静止トランスファー軌道にしか衛星を投入することができなかった。この30度の差は、人工衛星がスラスター(ロケットエンジン)を噴射することで修正しなければならず、衛星側にとってはその分推進剤を余計に消費する羽目になるため、運用できる期間が短くなってしまうという問題があった。

一方、アリアン5が打ち上げられる南米仏領ギアナのギアナ宇宙センターは北緯7度にあり、衛星側がこの傾きを修正する必要はほとんどない。数字でいうと、種子島から打ち上げた場合の静止トランスファー軌道から静止軌道への移動、つまり高度を上げ、さらに赤道からの傾きを修正するためには、約1800m/sの増速量が必要となるが、ギアナからの場合これが約1500m/sで済んでしまう。

そこで現在、JAXAと三菱重工ではH-IIAの「第2段高度化」という開発を進めている。これはH-IIAの第2段を今までより長時間運用できるようにし、またロケットエンジンも複数回点火できるようにするというものだ。この改良によって、静止軌道への移動に必要な増速量のうちのいくらかをH-IIA側が負担することができるようになる。この新しい第2段は、2015年度に打ち上げが予定されているテルスター12Vの打ち上げで初めて使用される予定だ。

ちなみに、ロシアの持つ打ち上げ基地も緯度の高い場所にあるが、やはりロケットに高性能な上段を載せることで、衛星側への負担を軽くしたり、さらには静止軌道への衛星の直接投入という芸当までやってのけている。

打ち上げの実績を積み重ねてきたことと、第2段機体の改良によって、ようやくH-IIAは他のロケットに対抗できる信頼性と能力を持つことができつつある。

しかし、H-IIAがこれからも商業打ち上げ市場で戦っていくためには、まだ課題が山積している。

(次回は3月25日掲載です)

参考

・http://www.mhi.co.jp/news/story/1503095625.html
・http://www.mhi.co.jp/news/story/1309265425.html
・http://h2a.mhi.co.jp/
・http://www.soranokai.jp/pages/seiyakukaijo_rocket.html
・https://www.mhi.co.jp/technology/review/pdf/514/514053.pdf