2023年3月16日、飛行中の飛行機から発射する小型ロケット（航空機発射型ロケット）による衛星打ち上げサービスを提供していたVirgin Orbit（ヴァージンオービット）社が、経営危機により事業停止したことが発表された。
今回の事態が起きた理由の一つに、同年1月の衛星打ち上げ失敗が挙げられるが、航空機発射型ロケットは、業界全体としての将来性はあるのだろうか。
本記事では、ヴァージンオービット同様、航空機発射型ロケットを開発する企業を紹介した後、同ロケットの今後の可能性について執筆。
航空機発射型ロケットとは
まず、航空機発射型ロケットとはどのようなロケットなのか、衛星を打ち上げる際のメリット・デメリットも含めて説明する。
航空機発射型ロケットとは、冒頭でも述べたように、飛行中の飛行機から発射するロケットのことだ。
技術的には新しいものではなく、元となった技術は1950年～60年代に開発された。
その後、1990年に初めてOrbital Sciences（オービタルサイエンシズ；現在のノースロップグラマン）が、打ち上げに成功。
この形式のロケットを打ち上げるメリットは、以下の3点だ。
- 柔軟性
地上の固定された打ち上げ場所とは異なり、地球上の任意の場所から打ち上げが可能。
これにより、様々な軌道や、目的に対応して打ち上げを行うことが可能となる。 - 成功率の向上
航空機からの発射は、地上からの打ち上げに比べて大気圏内の空気抵抗や風による影響が少ないため、ロケットを無事に発射できた場合の打ち上げ成功率が向上。
ロケットは高速で打ち上げられるため、地上から打ち上げる場合は空気抵抗が大きくなる。 - 打ち上げコストの削減
航空機から発射した場合、空気抵抗や重力の影響が少なくなるため、燃料効率が向上し、燃料消費量の削減、すなわち、コストの削減につながる。
また、地上設備の建設・維持コストも削減できる。
一方、デメリットとしては以下の3点が挙げられる。
- 打ち上げの際の重量制限
航空機に搭載できるロケットのサイズや重量には制限があり、大型の衛星や宇宙機の打ち上げには不向き。 - 技術的課題
航空機からロケットを安全かつ正確に発射するための技術開発が必要。
ロケットを飛行機に安全に搭載したり、エンジンに着火するタイミングや飛行機とロケットを分離するタイミングを正確に調整したりするには、高い技術力が必要となる。 - 航空管制との調整
航空機発射型ロケットの運用には、既存の航空交通との調整が必要。
そのため打ち上げエリアの選定や飛行ルートの確保など、航空管制と連携しての運用が求められる。
総じて、航空機発射型ロケットは、打ち上げの柔軟性やコスト削減の面でメリットがあるが、ペイロード制限や技術的課題などのデメリットも存在する。
適切な運用計画と技術開発が重要だ。
航空機発射型ロケットを開発する企業
では、現在、航空機発射型ロケットを開発する企業は、どのような事業をおこなっているのだろうか。
ヴァージンオービットを含め、代表的な4社をここで紹介する。
1．Virgin Orbit（ヴァージンオービット）
2017年から事業開始。小型衛星を低コストで打ち上げることを目的としている。
アメリカの企業で、LauncherOneという航空機発射型ロケットを開発。
発射プラットフォームとしてボーイング747型機（コスミックガール）を使用していた。
約300㎏の衛星を低軌道に打ち上げることが可能。冒頭に述べた通り、現在は事業停止中。
2. Stratolaunch Systems（ストラトローンチシステムズ）
2011年にマイクロソフトの共同創業者であるポール・アレンによって設立されたアメリカの宇宙開発企業。
世界最大の翼幅を持つ航空機Rocを使って、中型ロケットを空中発射するサービスを提供。
Rocは、二つの胴体を持ち、その間にロケットを搭載する独自のデザインをしている。
現状については、同年1月に9回目の試験飛行を完了。
3．Aevum（エイブム）
2016 年に設立されたアメリカの宇宙開発企業で、自律飛行が可能な無人航空機（ドローン）「Ravn X」を使って小型衛星を低軌道に打ち上げるサービスを提供。その胴体にロケットを搭載している。
無人のため、人員リスクが軽減されるのが大きな利点。
開発段階であり、打ち上げはまだ行われていない。
4. Northrop Grumman（ノースロップグラマン）
アメリカの航空宇宙および防衛企業。
旧オービタルサイエンシズ社で、航空機発射型の小型ロケット「ペガサス」を運用。
1990年代から運用されており、これまでに40回以上の打ち上げが行われている。
航空機発射型ロケットの将来性は
さて、前章では航空機型発射ロケットを開発する企業を紹介したが、航空機発射型ロケットの全体としての将来性はどうだろうか。
筆者の意見としては、開発費用の面で厳しい側面はあるものの、それを上回るメリットがあるため、技術が確立できれば、将来性はあると考える。
航空機発射型ロケット事業では、そもそも同事業に取り組む企業が少ない。
実際に打ち上げに成功している企業になるとさらに少なくなる。
また、今回のヴァージンオービットの事業停止は、開発に高い技術力が必要であるため、多額の資金を調達しなければならないという、航空機型発射ロケットの厳しさを如実に示している。
さらに、現在小型衛星打ち上げロケットの低価格化が加速しているため、価格で競争するのは困難だ。
ヴァージンオービットが目指していたのは、約13億円で、450㎏の衛星の打ち上げであるが、現在SpaceXは、300㎏を約5億円で打ち上げる。
とはいえ、小型の低軌道衛星の打ち上げ需要が高まっているため、宇宙業界での航空機発射型ロケットのニーズは高い。
開発には高い技術力が必要ではあるものの、ノースロップグラマンのペガサスロケットで、実行可能であることは証明されている上、航空機が再利用可能なため、打ち上げ回数が増えれば増えるほど打ち上げ費用が低減する可能性も考える。
天候に影響されにくい、発射場所を選べるというのは、航空機発射型ロケットならではの強みであろう。
どちらにせよ、衛星を打ち上げるロケットの数が業界で圧倒的に不足しているので、価格を低減した上で、天候・地域に左右されない強みをどれだけ活かしていけるかが勝負の鍵となる。
参考：
