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民間ロケットのISS補給船打ち上げは、なぜ失敗したのか：「SpaceX」と比較

10月28日に爆発事故を起こしたOrbital Sciencesの「アンタレス・ロケット」は、NASAが国際宇宙ステーション（ISS）への補給で契約した2社のひとつだった。もう1社であるSpaceXのロケットと比較する。
民間ロケットのISS補給船打ち上げは、なぜ失敗したのか：「SpaceX」と比較

Orbital Sciencesのロケット「アンタレス」。画像はWikimedia Commons

市場経済の原理を導入すれば、国際宇宙ステーション（ISS）までの運賃も安く上がるはず。そう考えた米航空宇宙局（NASA）は、ふたつの民間企業と物資補給契約を結んだ。Orbital Sciencesと、SpaceXだ。

だが、Orbital Sciencesは10月28日（米国時間）、同社にとって3回目となる補給ミッションのための打ち上げにおいて、第1段ロケットが爆発し、炎上する事故を起こした。

事故原因などはまだ明らかになっていないが、両社のロケットには、いくつかの点で大きな違いがある。その違いを見ていこう。

Orbital Sciences
ロケット：アンタレス
補給船：シグナス

補給船の高さ：9.9m
ロケットの高さ：40.0m
ペイロード（打ち上げ時）：2,000kg
ペイロード（帰還時）：2,000kg（ただし、帰りの積み荷は、大気圏で焼却処分してもよいゴミに限られる）

Orbital Sciencesがつくったのは、「熱圏を飛ぶ「トヨタ・タコマ」（北米で製造販売されているピックアップトラック）」とでも呼ぶべき、質実剛健な輸送手段だ。

ロケットの第1段エンジンには、旧ソヴィエト連邦が1970年代前半につくったロケットエンジン「NK-33」の「在庫品」が、改修して利用されている（報道によれば、NK33は、もともとソ連が月に宇宙飛行士を送る計画で開発したものだったが、1990年代半ばに在庫品の約40基が、米国のロケットエンジン製造会社エアロジェットに安価で売却された。今回の事故との関係では、同エンジンを搭載したソ連の大型ロケット「N-1」が、4度の打ち上げにすべて失敗して1974年に計画が放棄されたことや、NK33を改修したAJ26エンジンが、今年5月の燃焼試験中に爆発事故を起こしたことが指摘されている）。

アンタレスは、液体ロケット燃料と固体ロケット燃料の組み合わせを採用している。全段を液体ロケットで構成するよりも構造を単純化でき、固体燃料ロケットだけよりも大きな推進力が発生できる。

打ち上げロケットのアンタレスと補給船「シグナス」は、いずれも帰還時に大気圏中で燃え尽きてしまう。したがってOrbital Sciencesは、遮熱材や着水用の装備といった難題に頭を悩ませずにすむ。また、人員を運搬しないため、複雑で厄介な生命維持装置を設ける必要もない。

同社は、ISSへの8回の補給に対して総額19億ドルでNASAと契約し（貨物1ポンド（0.45kg）あたり43,000ドル）、2013年9月にISSにドッキングするデモ・ミッションを成功させた。その後2回のミッションに成功してきたが（2014年1月と7月）、10月28日、3回目の補給ミッションのための打ち上げで、第1段ロケットが爆発炎上する事故を起こした。

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SpaceXのファルコン9。画像はWikimedia Commons

SpaceX
ロケット：ファルコン9
補給船：ドラゴン

補給船の高さ：7.2m
ロケットの高さ：68.4m
ペイロード（打ち上げ時）：6,000kg
ペイロード（帰還時）：3,000kg

SpaceXは、2016年までに12回の補給ミッションを行なう代価として、総額16億ドル（貨物1ポンド（0.45kg）あたり36,000ドル）の支払いを受ける契約だ。

こちらは、これまでのところ順調だ。最初の貨物型ドラゴン補給船は、12年5月にISSとのドッキングに成功し（民間機としては史上初）、12年10月の最初の補給活動から今日までに、すでに4回のミッションを完了した。

ドラゴン補給船は、カーボンファイバーと樹脂の複合素材でできた超強力な遮熱材を備えている（10年12月に行われた初の試験飛行で、民間宇宙機としては史上初となる回収に成功した）。クルーをISSに運ぶ有人型ドラゴンの開発も進行中だ。

SpaceXは再利用可能ロケットの開発をめざしており、2014年5月の実験では地上1,000mの高さでホヴァリングしてから地上に戻ることに成功している（日本語版記事）。同社の最終的な目標は、発射台で「ピットストップ」を行った後、その日のうちに再び宇宙に向けて発射できるような宇宙船だという。

ファルコン9ロケットの燃料は、液体酸素とRP-1（ジェットエンジンの燃料であるケロシンをさらに精製したもの）だ。このタイプの推進剤は取り扱いが難しいが、SpaceXの計画通りに同日中の再発射が可能になれば、発射台周辺に何日も保管しておく必要はないだろう。

また、ファルコンロケットは、エンジンの追加によるスケールアップが可能な設計となっている。同社のイーロン・マスク最高経営責任者（CEO）は、最終的にはこの「宇宙のフェラーリ」を火星へ送ることを考えているからだ。同社にとっては、ISSはそのひとつのステップにすぎない。

※ファルコン9は、エンジン停止時の対処能力（engine-out capability）を備えている。打ち上げでは、すべてのエンジンに点火して、システムのチェックを行ってから打ち上げることになっており、異常な状態が検知された場合は自動的にシャットダウンが行われる。また、「サターンV」と同様に、複数の1段エンジンをクラスター化しているため、飛行中にエンジンの1基が停止してもミッションを継続できる。実際に4回目の打ち上げでは、上昇中にエンジン1基が異常を起こしたために停止されたが、他のエンジンに被害を与えることなく軌道に乗ることに成功した。

TEXT BY BECKY FERREIRA

TRANSLATION BY KENJI MIZUGAKI, HIROKO GOHARA/GALILEO