コスト100分の1へ、再使用ロケットが壊す宇宙の常識と残る課題

先日 7/9 に行われた SPACETIDE 2019 にて、再使用ロケットを民間企業が中心となって開発し、宇宙への輸送コストを10分の1、100分の1にしようという日本のベンチャー企業SPACE WALKER が登壇しました。

（画像＝ SPACETIDEでSPACE WALKERが示した再使用ロケットによるコスト低減Credit : sorabatake、『宙畑』より引用）

SPACE WALKERに限らず、近年、宇宙への輸送方法として SpaceX の Falcon 9などの再使用ロケットが注目されています。

SpaceX CEO のイーロン・マスク氏の「再使用ロケットによって宇宙への輸送コストが 100 分の 1 に下がる」との発言は、打上げサービスにおける価格破壊への期待を高めました。

再使用ロケットはどのように輸送コストの低下につながるのか、本記事ではそれを考察します。

再使用ロケットとは

再使用ロケットとは、使い捨てが一般的なロケットと異なり、機体の一部または全部を再度使用するロケットのことであり ”Reusable Launch Vehicle (RLV)” ともいわれます。機体を複数回使用することにより、資源の節約や輸送コストの低下が期待されています。現在の技術力ではまだ難しいとされていましたが、近年のSpaceX などの登場によりロケットのメインストリームになる可能性が一気に高まってきています。

再使用ロケットが”再使用”するのは第1段エンジンとタンク

再使用型の宇宙輸送方法として代表的なものがスペースシャトルです。実は、再使用型の宇宙輸送機自体は既に約 40 年も前に実用化し、実際に宇宙から帰って来ています。

近年の再使用ロケットは、スペースシャトルと何が違うのでしょうか？

（画像＝『宙畑』より引用）

一目見てわかるのは、その形の違いです。スペースシャトルは従来のロケットとは異なり特徴的な翼をもち、非常に大きな補助タンクを備えています。一方で Falcon 9 は従来のロケット型をしており、スペースシャトルのような翼はありません。

スペースシャトルはこの翼のついた「オービタ」と呼ばれる部分が宇宙空間まで到達し、そのまま地球へと帰還します。その他のタンクやエンジンは多くが使い捨てとなっていました。

（画像＝Credit : sorabatake、『宙畑』より引用）

オービタは再突入時に3000 ℃ の高温にさらされるため、高い耐熱技術を要し、その運用には莫大な費用がかかりました。これがスペースシャトルを高額な乗り物にさせた大きな要因の 1 つだったのです。

Falcon 9 では回収するものが異なっています。現状回収するのは第 1 段エンジンとタンクのみであり、宇宙まで到達した部分を回収・再利用することはしません。これにより高温への対策を考える必要がなくなり運用コストを削減することができたといえます。

（画像＝Credit : sorabatake、『宙畑』より引用）

つまり翼の有無が、”何を再使用するか”の違いを表し、スペースシャトルと Falcon 9 の大きな差を表していたともいえるのです。