エレクトロン (ロケット)

エレクトロン：革新的な小型衛星打ち上げロケット

ロケット・ラボ社が開発したエレクトロンは、民間の小型衛星打ち上げを目的とした、画期的な小型液体燃料ロケットです。750万ドルという比較的低コストで、低軌道（LEO）に300kg、高度500kmの太陽同期軌道（SSO）に150kgものペイロードを運ぶ能力を有しています。

軽量かつ高性能な設計

エレクトロンの機体は、軽量化を実現するため、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）を採用しています。第一段と第二段のエンジンには、同社独自のラザフォードエンジンを搭載。ラザフォードエンジンは、衛星打ち上げロケットとしては世界初の電動ポンプサイクルを採用し、リチウムイオンポリマー二次電池と直流ブラシレスモーターで駆動するターボポンプを使用することで、高い効率性を実現しています。推進剤にはケロシン（RP-1）と液体酸素（LOX）を使用し、エンジンの主要部品は3Dプリンターで製造されています。

ペイロード部はブースター部から切り離して、貨物を搭載し封印してから数時間で再結合できる設計となっています。さらに、オプションで再点火可能なキュリーエンジンを搭載したキックステージを追加することで、より複雑な軌道への投入も可能です。このキックステージは、フォトンと呼ばれる小型宇宙機に拡張されており、フォトンを使用することで、LEO以遠の軌道に最大180kgのペイロードを投入できます。

民間主導の発射施設

エレクトロンは、ニュージーランドのマヒア半島にあるロケット・ラボ第1発射施設から主に打ち上げられています。この場所は人口密集地から離れ、高頻度の打ち上げに適していることから選ばれました。ロケット本体だけでなく、この発射施設も民間資本で開発されたものであり、軌道宇宙飛行の全要素を民間で実現した初めての事例となっています。

2018年には、アメリカのバージニア州ワロップス飛行施設にある中部大西洋地域宇宙基地（MARS）が第二発射施設として選定され、2023年1月より運用を開始しました。こちらは米政府関連の打ち上げに使用される予定です。

打ち上げ実績と今後の展望

2017年5月の初打ち上げ以来、エレクトロンは31回の打ち上げ実績を持ちます（成功28回、失敗3回）。初期の試験飛行では通信設備の不具合による失敗もありましたが、その後は複数の小型衛星の低軌道投入に成功しています。2019年には、4基の小型衛星の同時投入や、キックステージを用いた高度400kmのパーキング軌道への投入にも成功しました。一方で、2020年と2021年には打ち上げ失敗も経験しています。

特に注目すべきは、最初の試験飛行「It's a Test」です。これはペイロードを搭載しない試験機でしたが、上段は予定された軌道に乗らず弾道飛行に終わりましたが、その他の技術的な実証は成功し、今後の開発に繋がる貴重なデータが得られました。失敗原因は地上設備のミスによるものでしたが、迅速に原因究明と対策が行われ、後の成功に繋がっています。

再利用への取り組み

エレクトロンは使い捨て型ロケットとして開発されましたが、2019年には第一段機の回収・再利用計画を発表しました。計画では、パラフォイルを用いて減速した第一段機をヘリコプターで空中回収するというものです。ロケット・ラボは、再利用を打ち上げコスト削減ではなく、打ち上げ頻度向上のために行うとしています。

2020年には、洋上着水による第一段機の回収に成功し、2022年にはヘリコプターによる空中捕獲にも挑戦。ただし、予期せぬ負荷により切り離されたため、回収は洋上着水となりました。2023年には、回収したエンジンの再利用にも成功しており、再利用技術の開発は着実に進んでいます。

まとめ

エレクトロンは、その軽量かつ高性能な設計、民間主導による開発体制、そして積極的な再利用への取り組みなど、数々の革新的な要素を持つ小型衛星打ち上げロケットです。今後、更なる技術革新と打ち上げ実績の積み重ねによって、宇宙開発における重要な役割を担うことが期待されます。

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