射場の条件と合わせて学ぶ、続々と増える世界のロケット射場まとめ

はじめに

2021年度中の打上げを目指し、現在和歌山県串本町で新たなロケット打上げ射場の建設が行われています。本州最南端の町であり、広大な太平洋に面し、東と南には大きく開けた海を臨む立地になっています。

この串本町のようにロケットの射場は海に面した場所が多く、ロケットの打上げ写真では頻繁に“海”が登場していることを皆さんはご存知ですか？

（画像＝ 写真奥に見えるのが海(図1：Falcon9打上げの様子)
Credit : SpaceX、『宙畑』より引用）

（画像＝ 写真右下に見えるのが海(図2：H-Ⅱロケット 打上げの様子)
Credit : JAXA、『宙畑』より引用）

言われてみると確かにと思うかもしれません。実際に日本の射場の1つ種子島宇宙センターは綺麗な“海”に囲まれ、世界一美しい発射場と言われることもあります。

では、
・どうしてロケットの発射場は海沿いにあることが多いのでしょうか？
・そしてそもそも打上げ射場とはどんな場所に作ることができるのでしょうか？

今回の記事では、ロケット打上げ射場の“位置と条件”に着目して解説していきたいと思います。

ロケットの打上げ射場の条件

ロケットの打上げ射場はどこにでも作ることができるのでしょうか？
和歌山県の串本町にてロケット射場の建設が行われていますが、なぜこの場所が選ばれたのでしょかうか？
実は打上げ射場の位置には安全やロケットの運搬能力の観点から、主に以下のような条件があるとされています。

条件①東及び南北いずれかにひらけている
条件②低緯度地域
条件③他産業と干渉しない
(条件④天気が安定している)

それぞれ理由も含め見ていきましょう。

条件①東及び南北いずれかにひらけている

この条件は「地球の自転を利用するため」「打上げた方角に人家や他国をさけ安全を確保するため」という2つの理由からです。

打上げを見るとロケットは宇宙に向かってまっすぐ上に飛んでいるようにも見えますが、実際は下図のように横向きにも加速し、あらかじめ決められた経路を飛んでいきます。

（画像＝ 図3：H2-B打上げ―シーケンス
Credit : JAXA、『宙畑』より引用）

そしてこの経路に応じて、打上げ方は大きく2つに分けることができます。

①東向き打上げ：静止衛星やそれ以遠の宇宙探査等で実施。
※地球の自転を利用し加速するために東向き打上げる(図4)。

（画像＝ 図4：H-ⅡA 13号機の飛行経路(東向き打上げ)
Credit : JAXA、『宙畑』より引用）

②南(北)向き打上げ：地球観測等で実施。地球全体を周るよう南北いずれか(日本では南向き)に打上げる(図5)。

（画像＝ 図5：H-ⅡA 8号機の飛行経路(南向き打上げ)
Credit : JAXA、『宙畑』より引用）

またこれらの経路に関しては、落下物が人家等に危害を加えないよう安全を確保する必要があり、このことは国内及び国際的にも求められています 。国内ではJAXAが落下物の落下範囲を予測し(図6)、そのうえで安全が確保される経路を設計したうえで打上げが行われています。

（画像＝ 図6：ロケット落下物の落下予想区域
Credit : JAXA、『宙畑』より引用）

海外でも同様のことが行われており、この条件のためロケット打上げ射場は海に面し、かつ東か南北が海になっていることが多いということになります。打上げ時の写真に頻繁に“海”が映っていたのは安全管理の一環であったということもできるわけです。

条件②低緯度地域

この条件は「地球の自転を利用するため」「軌道投入時の軌道修正の量を少なくするため」という2つの理由からです。

（画像＝ 低緯度の地点の方が移動速度が大きくなる、『宙畑』より引用）

地球は自転しており、緯度が低くなるほど地表での速度は速くなります。そのため低緯度から打上げることで、自転の力を利用しロケットの燃料を節約することができます。

（画像＝『宙畑』より引用）

また静止軌道など低緯度の軌道に乗せる場合、打上げ後に軌道を修正する必要があり、初めから低緯度で打上げることで、軌道の修正にかかる燃料を節約することができます。

ちなみに、地表の移動速度を単純比較すると、種子島のある緯度約30°では時速約1500km、最も速い赤道上では時速約1700kmであり、時速約200kmの差が出ることになります。

これが日本で南に打上げ射場が多い理由です。新射場に本州最南端の地が選ばれたのもこうした理由も含まれるのでないでしょうか。

一方で、条件①で上げた南側打上げの場合、人工衛星によっては地球の自転をあまり利用しない軌道を選ぶこともあり、こういった場合は高緯度の自転速度のゆっくりな場所の方が有利となることもあります。

条件③他産業と干渉しない

これは条件①にも関連する内容であり、打上げ時は安全対策を講じる必要があるため、周辺地域、特に漁業や航空機と干渉しないよう留意する必要があります。
日本では、漁業関係者との調整が昔から行われており、地元の方々の協力のもと打上げを行っています。

条件④天気

補足的な条件になりますが、ロケットの打上げでは天候も非常に重要です。天候が原因で打上げ延期となることも珍しくありません。そこで比較的天候の安定している地域が射場として選ばれやすくなります。

以上、大きくは3つ、補足的条件を合わせて4つの条件を紹介しました。

ロケットは宇宙まで荷物を運ぶことが仕事であり、一度にたくさんの荷物を打上げられると効率よく荷物を運ぶことができます。地球の自転をうまく利用することで燃料を少なくすませ、その分多くの荷物を運ぶことでよりたくさんの荷物を打上げることができるようになる、というわけです。今回紹介した条件はロケットの打上げ難易度にも関わってくるため、射場の位置は宇宙開発における非常に大きな要因になっています。