kfujitoの徒然（ｂｙ浮沈子）

再使用ロケットはものになるのか


今のところ、完全再使用ロケットとして実用化されたものはない。

衛星軌道に到達した試験機もなければ、１００ｋｍの宇宙空間に到達した実用機もない。

弾道飛行での完全再使用を開発中か、衛星軌道での部分的再使用に留まっている。

実用になっているのは、ファルコン９の１段目だけ。

過去には、スペースシャトルがあったが、打ち捨てられた。

Ｘー３７Ｂとかドリームチェイサーとかは、宇宙機だからな。

打上げ用のロケットじゃない。

打ち上げられる方だ。

スペースシャトルとも異なる。

似て非なるもんだ。

先だって、スペースＸは、ＢＦＲなる次期大型ロケットの構想をぶち上げた。

完全再使用で、火星や木星圏、地球上の弾道超特急輸送機関まで視野に入れた野心的なメタン燃料ロケットだ。

（東京～ハワイを30分で結ぶことも可能なスペースXの新型巨大ロケット「BFR」とは？）
http://gigazine.net/news/20170930-spacex-bfr/

ビジョンとしては面白いし、工学的な実現可能性はあるだろうが、ビジネスとして可能かどうかは別の話だ。

弾道超特急は、その需要を生み出すための一つの提案ということになる。

軍事利用の方が美味しいかもしれないけどな。

地球上のどこへでも、１機で１００人の兵士を完全武装で３０分以内に送り込むことが出来る（帰りはどーする？）。

パラシュート降下とか、リスキーな方法でなくても、パワードランディングで降りればいい（こっちはリスキーじゃないのかあ？）。

１００機飛ばせば、１万人の兵力になる。

車両や火器も搬送可能だ。

兵站だって、補給線を気にしなくていい。

３０分以内に、必要な物資を届けられる。

夢のような話だな・・・。

この場合、重要になるのは再使用ではない。

パワードランディングがポイントになる。

もちろん、１段目の再使用も重要だが、着陸するビークルの方は使い捨てでもいい。

敵地で回収するのは大変だからな。

そういう需要が出てくれば、火星移民に必要な資金くらいは、簡単に稼げるだろう。

戦線の背後に、１万人の兵力を３０分以内に送り込めたら、戦術は激変する。

そういう使い方をして欲しくはないけど、そうしたい人々もいるかも知れない。

ピンポイントで何かを運べるということは、爆弾とかも運べるわけだ。

弾道ミサイルの着弾精度は秘密だけど、スペースＸのマークにピンポイントで降りてくるよりはテキトーだろう。

爆弾だからな。

着陸脚を広げて、倒れないようにする必要はない。

ドローン船に激突して、木っ端みじんになる程度でも、十分ということになる。

考えてみれば、恐ろしい技術だ。

もちろん、液体燃料ロケットで、少なくとも酸化剤は直前に入れなくっちゃならないから、軍事的な運用に適用があるかどうかは別の話になる。

しかし、あと１０年もすれば、大陸間弾道弾の定義が変わるかもしれない。

こういうのは、再使用とか、あんまして欲しくないような気もするけどな・・・。

まあいい。

もう一方の、せいぜい１００ｋｍ位の高度しか達しない試験機が、衛星軌道に到達する可能性はあるんだろうか。

高さもさることながら、軌道速度に加速しなければならないからな。

そう簡単にはいかない。

物理の法則は、宇宙のどこでも共通だからな。

結局は、単段式のロケットを、衛星軌道への打ち上げに使うことは不可能ということになる。

スペースシャトルは、燃料タンクと巨大な固体燃料ブースターを切り離すことで、軌道速度と必要な高度を得た。

再使用するとしないとに関わらず、そういう仕掛けにしなければ、衛星軌道に上がることは出来ない。

ちゃんと設計されたロケットを使って、再使用しながら衛星軌道に持ち上げるには、ＢＦＲ的な方法しかないんだろう。

２段目の再突入に、ウイングを使わざるを得ないというのは、なんとも皮肉な話だ。

１段目だって、ウイング付ければいいような気もするんだがな。

実際、ブースター側にウイング付けるという話は、ほかにもある。

（DARPA､超音速宇宙機｢XS-1｣をボーイングと共同開発。打ち上げコスト削減、帰還後数時間で再打ち上げ可能
1回あたり打ち上げコスト500万ドル）
http://japanese.engadget.com/2017/05/25/darpa-xs-1/

まあな、こっちは２段目は使い捨てだからな。

似たような構想は、バージンギャラクティックも持っている。

ホワイトナイト２に、使い捨てロケット積んで、衛星打ち上げるというヤツ。

まだ、実現はしていない。

もっとわかりやすいのは、これ。

（バイカル・ブースター）
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%90%E3%82%A4%E3%82%AB%E3%83%AB%E3%83%BB%E3%83%96%E3%83%BC%E3%82%B9%E3%82%BF%E3%83%BC

「アンガラ・ロケットシリーズの補助ロケットとして現在計画中の再使用型補助ロケットである。」

「補助ロケットとして飛行時には胴体に平行に主翼を格納する機構を備える予定」

「ブースターが亜音速の速度に達すると前頭部のRD-33ジェットエンジンが作動して動力飛行により射場付近の滑走路に水平に着陸」

なんと、ロケットエンジンとジェットエンジンを備えるハイブリッドブースターだ。

しかし、今のところ、２段目を完全に回収して再使用するという構想はＢＦＲ以外にはない。

ファルコン９の打ち上げなどを見ていても分かるけど、１段目である程度の高度と速度を稼いで、実際に衛星軌道に持ち上げているのは２段目だからな。

スピードも付いてるし、完全に宇宙空間を飛ぶから、それなりの仕様になっている。

これを減速させて、大気圏内に無事に落として回収するというのは一筋縄ではないかない。

少なくとも、燃料の半分以上は残しておかなければならないだろう。

その分、ペイロードが積めなくなるわけで、下手したら、ロケットとして成立しなくなるかも知れない。

それじゃあ、元も子もない。

衛星軌道に達するロケットで、２段目を使い捨てにするというのは、現状では妥当な選択肢だ。

１段目を回収するというだけでも、大したものだ。

後発のブルーオリジンでさえ、ニューグレンの２段目は、最初から使い捨てだと決め打ちしている。

（ニューグレン）
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8B%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%82%B0%E3%83%AC%E3%83%B3

「直径7 mの2段式ロケットを基本に、1段目の再使用を行い、またオプションとして3段目を提供する」

先日、このロケットに使われる予定のＢＥ－４エンジンの燃焼テストの記事が出ていた。

（Amazon創業者ベゾスの新型ロケットエンジン、初の燃焼試験に成功）
http://news.mynavi.jp/news/2017/10/24/118/

「再使用能力や推力のスロットリング能力ももっており、搭載するロケットの再使用ができるようになっている。」

「推力は50%、燃焼時間は3秒間」

早っ！。

まあ、まだ先は長そうだな。

「BE-4の再使用能力、スロットリング能力を活かし、ロケットの第1段機体は海上の船で回収し、何度も再使用できるようになっている。」

当分の間、再使用ロケットは、２種類か３種類になる。

一つは、高度１００ｋｍ程度の単段式ロケットで、弾道軌道まで。

２つ目は、衛星打ち上げ能力を有するが、再使用されるのは１段目（あるいはブースター）だけ。

ファルコン９とかは、これに当たる。

ニューグレンのような大型のロケットと、ＸＳ－１などの小型のタイプに分化していくと思われる。

３つ目がＢＦＲのような（つーか、唯一ですが）、完全再使用型になる。

再使用ロケットは、再使用だけが取り柄ではない。

打ち上げ頻度が高いというところに、実は最大の意味がある。

毎日打ち上げは当たり前。

１時間に１回とか、そういう頻度で上げられるようになるかもしれない。

ロケットのイメージが、根底から変わる。

スペースＸの弾道超特急は、そういう使い方が出来る可能性があるというビジョンを示したところに意義がある。

そういう、新たな使い方を提案しなければ、現状のように年に１００発くらいしか上がらないロケットの、再使用化、高頻度化のメリットは発揮できない。

１万機の衛星コンステレーションを構成するインターネット衛星も、そういうアプリケーションの一つだ。

衛星単体の寿命を１０年とすると、年に１０００機の衛星を、未来永劫打ち上げ続けなければ維持できない。

それだけでも、１日３機は上げなければならない。

１０機纏めて上げるにしても、３日に１基のロケット打ち上げということになる。

１日に１００発上がる時代が、今世紀中にやってくるかもしれない。

１０分に１度のロケット打ち上げ・・・。

新幹線並みの頻度で、世界を結ぶ弾道ロケット網が構築され、１万機の衛星が地球低軌道を飛び回るようになる。

寿命が来た衛星を回収して、地上におろすロケットとかも飛ぶようになるだろうな。

そういうのは、Ｘ－３７Ｂみたいなのでもいい。

消耗部品を交換したら、再び打ち上げるわけだ。

そう、衛星自体も再使用される。

そういうエコシステムを構築するツールとしての、衛星打ち上げロケットの位置づけになる。

使い捨てか、再使用かという議論は、最早時代遅れだ。

そう、最近見た映画じゃないが、ロケットがロケットを作ってくれると有り難いんだがな。

その位の頻度になる。

そして、そのうち、ロケットは地球では作られなくなるのかもしれない。

他の天体で原料を調達し、太陽エネルギーで加工を施して製品化される。

もちろん、その過程に、生身の人間が関わることはない。

宇宙空間でロボットが作ったロケットや衛星が、バンバン飛び回って、地球の地べたに貼り付いている人間のために働く。

人間は、宇宙空間には不向きだからな。

地球上で移動する手段としてしか、宇宙空間に出ることはない。

それが、健全な姿だろう・・・。