地上の線路からマッハ10で爆速飛来する宇宙への打ち上げ専用ジェット機、NASAが開発中!

2010.11.03 18:00
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まさか線路から宇宙へ飛び立つようになるとは...

とうとう数々の歴史を刻んだスペースシャトルも惜しまれつつ引退お別れモードに突入してきましたけど、この先の宇宙開発計画は、どのような歩みをたどっていくのでしょうか? やっぱり科学の進歩が止まってしまうことはないわけで、いろいろな進化した未来の宇宙船への期待は膨らむばかりですが、このほどNASAにおきまして、地上の線路からレールガン方式で打ち上げられる新専用機の研究開発プロジェクトが順調に進められていることが明らかにされちゃいましたよ!
 

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米国フロリダ州にあるケネディー宇宙センター(Kennedy Space Center)で研究開発が進められている新打ち上げ構想は、上の写真のMagnetic Levitation(MagLev)システムなどを用いる、高圧電流と磁石を利用した電磁誘導の力で打ち出されるレールガン方式が採用される予定で、そこから発射される水素燃料を搭載したスクラムジェット機が超音速飛行をしつつ、一気に上空で人工衛星などを宇宙へと打ち上げる仕組みになっていますよ。

なんとも現実離れした夢のような打ち上げ構想だと思われるかもしれませんが、実は技術面での個々のテストは、これまで何年間も研究とテストが繰り返されてきた分野でもあるのです。その個別に実施されてきたコンポーネントを、これから実用可能な完成した1つのパッケージにまとめていくことが現在の段階であり、決して技術レベル的には不可能なことだとは考えておりません。

そう自信を持って語ってくれた、ケネディー宇宙センター内の応用物理学研究所(Applied Physics Laboratory)で同プロジェクトを率いるスタン・スターさんは、そもそも地上からロケットエンジンで打ち上げる従来の方式が、なぜ次世代では採用されないのかの最大の理由として、費用対効果の問題を引き合いに出してくれていますよ。やっぱりドカ~ンと莫大な金額を投入して地上から打ち上げるロケットは、もうその1回きりで役目を終えて上空で散っていってしまうってことですもんね。一方、もし現在開発中のレールガンを活用した新打ち上げシステムが完成するならば、その専用スクラムジェット機は、理論的には何度でも再利用して、次々とペイロードを超音速飛行中の上空から宇宙へと送り込んでいけるってことですからね!

そう言えば、すでに地球周回軌道の宇宙空間を一瞬ですが弾丸宇宙旅行するくらいならば、Virgin Galacticがプロデュースして、上空を飛ぶ「White Knight Two」から宇宙船の「Space Ship Two」を打ち上げるスタイルの確立を目指しつつ、宇宙旅行専用の「Spaceport America」の建設まで着々と始まっちゃってますもんね。実際に宇宙空間へと人工衛星などを打ち上げるためには、これとは比較にならない技術レベルが求められたりもするようですけど、NASAやDARPA(米国防総省国防高等研究事業局)は、こうした民間企業とも技術協力を行ないつつ、新打ち上げ構想の完成が目指されていくみたいですよ。

ちなみにレールガン方式の地上からの発射システムに関しましては、まだまだ開発の途上にあるといった感じですが、すでに水素燃料を用いるスクラムジェット機の開発は実績も上がっているようです。水素燃料を搭載すれば、液体・固体燃料エンジンのロケットなんかよりも、さらに高速の飛行が実現するはずですからね。

たとえば、NASAが早くは2004年に飛ばした「Hyper-X」の愛称でも知られる「X-43A」スクラムジェット機は、12秒間という短時間ではありましたけど、かつてないスピードでの超音速飛行記録をたたき出していますよ。さらに、今年の5月には、米空軍が実施した最新型の「X-51」スクラムジェット機のテスト飛行にて、なんとマッハ5を優に超えるスピードで3分以上も飛行したことが明らかにされています! その驚くべき飛行速度を支える、大気を燃焼しながらもロケットに近いスピードでぶっ飛ばすスクラムジェットエンジンの威力には、かなり凄まじいものがあるそうですよ~

10年計画で実用化を目指して順調にプロジェクトは進行しています。2020年代には確実に、さらに現在よりも進化を遂げたスクラムジェット機から上空を超音速で飛行中にペイロードを打ち上げる仕組みが一般的になっていることでしょう。まずは無人の人工衛星などの打ち上げが対象ですけど、その精度の高さが実証されるならば、次世代のスペースシャトルのような有人宇宙船の打ち上げも夢ではないと考えています。ロケットで地上からスペースシャトルを打ち上げていたスタイルが、いつの間にか全く過去のものとなっていく時代も、そう遠くはないのではないでしょうか。

そんなふうにスターさんや現場のエンジニアリングチームは考えて、今日も研究開発に励んでいるそうです。ちなみに理想の打ち上げ機となるスクラムジェット機は、マッハ10での飛行を達成し、ちょうど現在の地上からの打ち上げロケットの第2ステージと似たような環境を上空で超音速飛行中に作り出し、ドンドンと宇宙へのペイロードの打ち上げを担えるようにすることが目標とのことですよ。

そうなってくると、やはり最新鋭の格段に進化したスクラムジェット機の研究開発のみならず、その超音速飛行のスタート地点となる、NASAにおいて「Advanced Space Launch System」という名称も付されて開発が続く地上のレールガン発射システムの精度の高さが最大の課題となるようです。現時点では、地上に2マイル(約3.2km)のテスト用の発射レールを用意して、時速60マイル(約100km)で疾走するジェットコースターの10倍以上のスピードでレール上を加速発射されるスクラムジェット機の運用にも耐えられるようなレールガンの開発が目標に掲げられていますよ。

まさか電車のように線路にセットされたジェット飛行機から、遠く宇宙へと飛び立っていくような時代がやって来るとは...。なんだかまだSFの世界の話のようですけど、意外と早期の段階で、こういうスタイルの打ち上げが主流になってきたりもするのかもしれませんよね。宇宙飛行士の家族は線路脇の駅から華麗なる発射をお見送り~だなんて時代が、もうすぐそこまで迫ってきてたりして!


NASA via Space.com

Clay Dillow(原文/湯木進悟)

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この姿もなくなっていくのですね…




 

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