2018年10月12日 (金)

有人ソユーズロケットが打ち上げ失敗

11日、国際宇宙ステーションへの米・ロの宇宙飛行士を乗せたソユーズロケットが打ち上げに失敗しましたが、乗員は緊急脱出して、無事に地上に帰還しました。

ソユーズロケットはロケットエンジン4基を束ねた2段目エンジンの周りを同様の4基のロケットエンジンを束ねた1段目のエンジン4つを取り付けた構造で、打ち上げ時には1、2段合わせて20基のエンジンに点火して上昇する仕組みです。20基ものエンジンを使用するのは、無理して高性能を求めていないからで、その分信頼性が高くなります。対極にあるのが我が国のH-2Aロケットで、小型高性能にこだわっているので、精密な加工が必要とされ、その分高価となっています。

今回は1段目のエンジン切り離しに際し、一段目エンジンが2段目ロケットに接触したため2段目エンジンが緊急停止したことが原因とされていますが、詳しいことは判っていません。

乗員が無事に帰還できたのは何よりですが、有人ロケットが打ち上げに失敗したことはショックです。ロシアは米国と並ぶ宇宙大国ですが、最近はロケット打ち上げ失敗が多く、有人機での事故を心配していました。ソユーズに限っても、2002年、2005年、2011年2回と4回の失敗を数えています。

2006年から2015年にかけての各国の打ち上げ状況は以下の通りです。

国名           米国     ロシア    日本     中国

打ち上げ回数     181     318     30      136

失敗数           5      19      0        3

成功率 %       97.2    94      100     97.8

我が国でも、2003年に現在の主力ロケットH-2Aの6号機が固体ロケットブースターの切り離しに失敗していますが、以後輸送ロケットでの打ち上げ失敗は起きていません。この事故を受けて、ロシア政府は事故原因が究明されるまで有人飛行は中止するとしていますが、当然です。人命がかかっていますので、徹底した原因究明が求められます。         

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2018年9月15日 (土)

H-2Bロケット打ち上げが直前で延期に

本日午前5時59分、種子島宇宙センターから「こうのとり7号機」を載せたH-2Bロケット7号機の打ち上げが予定されていましたが、2段目エンジンの燃料系統に使用されているバルブに異常が見つかったため、打ち上げ4時間前に中止となりました。

問題のバルブは燃料タンクの圧力が高くなり過ぎるのを防ぐため、一定の圧力以上で作動し、外部に圧力を逃がす働きをするものですが、当該部分の圧力が所定の数値にに達せず、打ち上げに支障が出ると判断されたことにより中止に至ったものです。機体の製造を行っている三菱重工によれば、バルブはH-2A、H-2B共通で使用されていますが、このようなトラブルは初めてだと言うことです。

発射前に異常が見つかったことは、不幸中の幸いでしたが、製造段階や組み立て段階で発見できなかったことは残念です。バルブのトラブルと言えば、我が国の宇宙開発を取り上げたドラマの「下町ロケット」では、ロケット組み立て段階でのバルブの洗浄の不備で、打ち上げに失敗してしまう設定でしたが、今回のトラブルはこのフィクションを地で行く格好です。

宇宙ロケットは多くの部品の集合体で、その内の1個でも不具合があると、打ち上げそのものが上手く行きません。原因究明には最短でも1週間程度を要する見込みですが、この際、問題点を徹底的に洗い出して、次回の打ち上げを成功させて欲しいものです。

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H-2A31号機の打ち上げ。 (出典:JAXA)

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2018年8月 7日 (火)

JAXAが再使用ロケット開発計画を報告

衛星打ち上げコストの引き下げの手段として、使用するロケットを改修して再使用する方法があります。この方式については米国のスペースX社が先行しており、既に何十回も回収に成功し、再使用の打ち上げにも成功しています。我が国は1990年代にこの方式について研究していましたが、2008年以降開発は中断していました。

スペースX社の動きに刺激され、後追い感は否めませんが、我が国でもこの方式について開発をすすs目ることになっていますが、JAXAは今月2日、再使用型宇宙輸送システムの開発について宇宙開発部会(文部科学省 科学技術・学術審議会)において報告し、外部に公表しました。

発表された資料によれば、現在能代実験場で開発試験が行われている「飛行実験フェーズ1」で使用する垂直離着陸が可能な機体のRV-Xを使い、2018年度末に高度100mまでの飛行試験を予定しています。

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RV-Xの概要です。 (出典:JAXA報道資料より)

更に「フェーズ2」としてRV-X用エンジンを活用してより実際的な機体を製作し、再使用ロケットの技術を確立する上でのキーとなる技術を飛行実験により実証するとしています。

Photo

フェーズ2に使用する機体の概念図。 (出典:JAXA報道資料より)

こちらは姿勢制御に用いる空力操舵や着陸のための降着装置を備えています。打ち上げロケットの改修については、機体の姿勢制御やエンジンの停止や再着火、推力の制御を組み合わせることで実現可能となりますが、何より先行するスペースX社が成功していますので、要は実用技術を確立するのみです。楽観は禁物ですが、チャレンジする価値は十分ありますので今後に期待したいと思います。

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2018年7月 1日 (日)

民間開発ロケットMOMO2号機の打ち上げに失敗

堀江貴文氏が出資するベンチャー企業インターステラテクノロジズ社(IST)が独自開発し、高度100Kmの宇宙への打ち上げを目指している液体燃料ロケット「MOMO」2号機が、6月30日午前5時30分に北海道大樹町の発射場から打ち上げられましたが、離床後4秒で地上に落下し、機体が炎上して打ち上げは失敗しました。

ISTは昨年の7月30日に「MOMO」1号機を打ち上げましたが、飛行の様子を送信するテレメトリーが途中で途絶したため、打ち上げから66秒後、高度20Km付近で地上からの指令でエンジンを緊急停止し、機体は海上に落下しています。

この時のトラブルの原因は、機体の強度不足によって打ち上げ時の振動で機体が破損、テレメトリーの電源ケーブルが切断したものと考えられたことから、機体の強度を増す改良が加えられていました。その後、燃料などの制御を行うバルブ系の不具合が見つかり、別の部品に切り替えるなどの措置を取っていましたので、今回の打ち上げには大きな期待が寄せられていました。

ロケットに使用している液体燃料ロケットはISTが独自開発したものですが、予め地上で燃焼試験をして、信頼性を確認していますので、このようなトラブルが起きるのは想定外と言えます。同社は更なる打ち上げを目指すとしていますので、徹底した原因究明を行い、次回の打ち上げでは是非成功することを期待したいと思います。

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2018年6月28日 (木)

「はやぶさ2」が「りゅうぐう」に到着

27日午前、JAXAは小惑星探査機「はやぶさ2」が小惑星「りゅうぐう」に日本時間の午前9時35分に到着したと発表しました。2014年12月に打ち上げられた「はやぶさ2」は、約3年半をかけて順調に航行を続け、速度を落として「りゅうぐう」に20Kmまで接近、逆噴射を実施して高度約20Kmで並走しています。

先代の「はやぶさ」は、初めての小惑星探査機だったこともあってトラブルが続出しましたが、その都度粘り強く対応して到着に到着に漕ぎ着けましたが、今回はほとんどトラブルらしいトラブルもなく、順調過ぎる航行ぶりでした。

20180626

26日に撮影の、一段と鮮明になった「りゅうぐう」 (出典:JAXA)

「はやぶさ2」はしばらく高度20Kmからの観測を続けた後、7月末頃に中高度観測1として高度を5Kmまで下げて、更に表面を詳しく観測した後、8月には重力計測降下で高度1kmまで接近します。写真で判る通り、「りゅうぐう」の表面にはかなり凹凸が見られますので、これらの観測で着陸適地を探し、9月から10月にかけて第一回目の着陸を決行する予定となっています。

「はやぶさ2」は合計3回の着陸を行って岩石サンプルを採取し、2019年の11~12月に「りゅぐう」を出発し2020年秋に地球に帰還する計画となっています。

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2018年6月23日 (土)

はやぶさ2が「りゅうぐう」に到着間近

2003年5月に打ち上げられた小惑星探査機「はやぶさは、数々の困難を乗り越え小惑星「イトカワ」に到着し人類史上初の小惑星からの岩石のサンプルを採取、2010年6月13日に地球に帰還し、サンプルを持ち帰ることに成功しました。

今回の「はやぶさ2」はより困難な小惑星である「りゅうぐう」に到達し、その表面から岩石のサンプルを採取して、地球に持ち帰ることを目的としています。

Photo

「りゅうぐう」からおよそ100Kmの位置から撮影した小惑星「りゅうぐう」の写真です。

(出典:JAXA HPより )

23日正午現在「はやぶさ2」は、「りゅうぐう」の手前36Km付近を秒速11cmの速度で、接近中です。このままのペースで接近を続ければ、今月27日頃に到着できる見込みです。「はやぶさ2」は着陸後、前回と同様に地表に向けて金属弾を発射してサンプルを採取する計画です。前回の採掘では、機器のトラブルからサンプルの採掘は難しいとの見方が体制を占めていましたが、その後の推移を見れば、こうした見方は誤ったものだとの印象を強く持っています。

何とか岩石サンプルを採取して、無事に地球に帰還することを強く願っています。

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2018年4月28日 (土)

SS-520ロケットが最小の衛星打ち上げロケットとしてギネス認定

JAXAは27日、今年2月に打ち上げ、超小型衛星TRCOM-1Rを軌道投入に成功したSS-520 5号機が、人工衛星を軌道に投入した最小のロケットとしてギネス世界記録に認定されたと発表しました。

SS-520は元々2段式の観測用ロケットでしたが、到達高度が1000Kmと打ち上げ能力が高いことから、3段式ロケットに改良すれば人工衛星の打ち上げも可能とされてきました。JAXAでは上段に3段目を追加することで人工衛星の打ち上げを目指すことになり、東京大学が開発した重さ3Kgの超小型衛星TRICOM-1を搭載して2017年1月に打ち上げましたが、途中で電源ケーブルが損傷して地上への信号送信ができなくなったことから、指令爆破され2段目への点火は見送られ打ち上げは失敗しました。

JAXAは機体を改良した5号機で2018年2月に再度打ち上げに挑戦し、見事TRCOM-1Rを軌道に投入することに成功しました。TRCOM-1Rはその後「たすき」と命名されました。SS-520 5号機は全長9.5m、直径0.52m、重量2.6トンで電柱サイズであったことから電柱ロケットと呼ばれていました。今回の認定により、我が国は世界4番目の衛星打ち上げ国となった「おおすみ」を打ち上げたL-4S以来48年ぶりに衛星を打ち上げた世界最小ロケットの記録を更新したことになります。ちなみに、L-4Sは全長16.5m、直径0.74m重量9.4トンとSS-520よりも2周り程度大きなロケットでした。

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SS-520 4号機です。(出典:JAXA) 周囲の人間と比較すると機体がいかに小さいかが判ります。

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2018年4月18日 (水)

JAXAが再使用型ロケットの実証実験を計画

JAXAが2019年春に、再使用型ロケットの離発着実験を秋田県の能代実験場で行うことが明らかになりました。構想では全長7mほどの試験機を使い、地上100mでの離着陸を行った後、順次高度を上げ、最終的に高度5Kmまでの実験を行い、着陸誘導技術やエンジンのコントロールなどの実証実験を行うと言うことです。

米国のスペースX社はファルコンロケットの打ち上げ後、ロケットを地上や海上のプラットフォームに着陸させて再使用することに成功しています。ロケットの打ち上げ費用の内、ロケットエンジンの占める割合は大きく、スペースX社によれば最大で75%の費用を削減できると言うことです。

ロケットを繰り返し使用して費用を圧縮する試みは以前からあり、米国はスペースシャトルを運用しましたが、メンテナンス費用がかさみ、却って使い捨てロケットよりも割高になってしまいました。我が国も、この分野の技術試験に挑戦していましたが、このような状況を受け、より現実的な機体のコスト低減の方向に舵を切っていました。

ところがスペースX社の成功を見て、JAXAも改めて再使用型ロケットの分野への基礎実験を再開し、液体燃料エンジンの100回再使用の技術的裏付けを取ることに成功していました。我が国のロケット技術は信頼性において高い評価を得ていますが、諸外国と比べて打ち上げコストが高いとされ、衛星打ち上げビジネスは軌道に乗ったとは言えない状況です。今後は再使用型ロケットの使用も視野に入れ、こうした状況を打開することを期待したいと思います。

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H-2Aロケット31号機の打ち上げ  (出典:JAXA)

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2018年4月 9日 (月)

北海道から民間ロケット2号機を打ち上げへ

民間による独自の宇宙ロケットを開発中の「インターステラテクノロジズ」は3月27日、観測ロケット「MOMO」2号機を4月28日以降に打ち上げると発表しました。「MOMO」は同社が独自に開発をしているエタノールと液体酸素を使う全長9.9m、直径0.5m、重量1150Kgの1段式の液体燃料ロケットです。

昨年9月に1号機を打ち上げましたが、発射66秒後にデーター通信が途絶したため燃焼を中止、高度20Km付近への到達に留まりました。データー途絶の原因は機体強度の不足による破損で電源を喪失したためで、超小型衛星の打ち上げを目指したJAXAのSS-520 4号機の失敗のケースとよく似ています。

同社は1号機の失敗を受けて機体を改良、機体制御用のガスを窒素ガスから燃焼ガスの一部を流用する方式に変更すると共に、燃料タンクと液体酸素タンクの間の炭素繊維強化プラスチック(CFRP)部分と尾翼を重点に強化しましたが、性能が実証された部分については従来通りとしたと言うことです。これによって強度を増しながら、性能の低下は招かなかったと言うことです。

2号機の打ち上げでは、高知工科大学が開発した超低周波音を観測する「インフラサウンド・センサー」をペイロードとして搭載しますが、これによって商業用ロケットとしての第一歩を踏み出すことになります。「MOMO」2号機の打ち上げ成功を期待したいと思います。

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2018年2月28日 (水)

宇宙開発の意義

昨日は情報収集衛星を載せたH-ⅡAロケット38号機の打ち上げがあり、無事軌道投入に成功しました。これで32回連続で打ち上げに成功したことになり、成功率は37.4%となりました。日本のロケット応援団を自負する私としてはうれしい限りでしたが、これに冷や水を掛ける動きがありました。我が国の打ち上げコストは高すぎるから直ぐにも撤退すべきと言うのが論旨ですが、納得できません。

http://japan-indepth.jp/?p=38663

ライターは打ち上げ費用が高すぎるから自国開発を止めるべきと主張していますが、事実関係について認識が不足しているのではないかと思います。我が国は1970年にL-4Sロケットによって初の人工衛星「おおすみ」の打ち上げに成功し、今日へと続いています。

これに対し、お隣の韓国は政治的理由によって、ロケット開発に遅れを取り、2013年にロシアのアンガラロケットを使って人工衛星STSAT-2Cの打ち上げに成功していますが、未だに自前の打ち上げロケットを持っていません。この差は実に43年の開きとなりますが、要は我が国は自前のロケットを使い、必要な時に必要な軌道に衛星を投入できますが、韓国は他所の国に頼まないと一切の衛星を打ち上げられないと言うことです。

これのどこが問題かと言えば、相手が嫌だと言えば衛星の打ち上げができないことです。我が国はF-4戦闘機の後継に、最強の戦闘機と言われるステルス機のF-22を導入しようとしましたが、米国議会の反対にあって導入は叶いませんでした。今後、F-22と同じことが起こらない保証はありませんので、このことは肝に銘じておくべきだと思います。

また、記事では我が国の打ち上げコストが高く、下げる見通しも立っていないと断じていますが、現在の100億円近い打ち上げ費を50億円程度に圧縮するH-3ロケットの開発が進行しており、いずれ現在のコストを半減させる時期が到来します。

また、安いとされる欧州のアリアンロケットですが、アリアン5ロケットの1回の打ち上げコストは190億円程度掛かっていますので、2機または3機同時での打ち上げが必要となります。この為、ロケットの打ち上げには衛星が全て完成している必要があり、打ち上げのタイミングを縛ることになります。またアリアン5ロケットの開発には1兆500億円が投じられており、3900億円のH-2/H-2Aの開発費に比べて、6600億円多く掛かっています。

これが、どれ位の金額かと言うと、アリアン5型は全部で98機打ち上げられており、6600億円を98機で割ると、1機当たり67億円以上高くついていることになります。つまり、H-ⅡAよりも安い打ち上げ費用だったとしても、そこに67億円を加えればアリアンロケットはH-ⅡAにコストで負けていると言うことです。
また、機体の再利用を考えていないと決めつけていますが、現段階で来年度にも再利用に向けたロケットの離着陸実験を行うとしていますので、この指摘は全く当たっていません。

https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00458727

米国では、スペースX社のファルコンロケットが市場参入するまで、ユナイテッド・ローンチ・アライアンスが製造するデルタロケットが延べ300回衛星の打ち上げを担っていましたが、ユナイテッド・ローンチ・アライアンスもロケットの再利用については実用化できておらず、一概にJAXAの現状を非難されることはないと感じます。またJAXAでは来年度に再使用ロケット実験機の離着陸飛行実験を行う予定となっており、そう遠くない将来、ロケットの再利用に目途を付けるのではないかと考えます。

いずれにしても、自前のロケットを持ち続けることが科学技術の進歩や国の安全保障に直結するだけに、目先の事象に捕らわれない、長期の視点を持つことが必要だと考えます。

Ha31

H-ⅡAロケット31号機の打ち上げの瞬間です。

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