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お家芸の固体燃料は転機に…国産ロケット70年の節目、「宇宙開発」新ステージの行方

お家芸の固体燃料は転機に…国産ロケット70年の節目、「宇宙開発」新ステージの行方

進化し続けるH3ロケット

日本で初めて開発したロケットが打ち上がってから2025年でちょうど70年がたつ。鉛筆ほどの大きさのペンシルロケットにはじまり、日本のお家芸である固体燃料ロケットが開発された。また液体燃料を推進剤とする大型基幹ロケットが作られるようになり、さまざまな衛星を宇宙に運ぶ手段として日本の強みとなっている。現在は宇宙ベンチャーによるロケット開発も進み、日本の宇宙開発も新たな段階に進もうとしている。(飯田真美子)

お家芸の固体燃料は転機に

今から70年前の1955年、東京大学の故・糸川英夫教授らが日本で初めてペンシルロケットを打ち上げた。ペンシルロケットは推進剤に固体燃料を使っており、日本が得意とする「固体燃料ロケット」の技術が発展するきっかけにもなった。これまでに日本初の人工衛星「おおすみ」を打ち上げた「ラムダロケット」や、初代「はやぶさ」を宇宙に運んだ「ミューファイブロケット」などは固体燃料ロケットであり、日本の宇宙開発を進めた衛星の輸送を担ってきた。

ペンシルロケットを手に持つ糸川教授(JAXA提供)

ただ、最近では宇宙航空研究開発機構(JAXA)とIHIエアロスペース(群馬県富岡市)が共同開発する新型の固体燃料ロケット「イプシロンS」が、2段エンジンの燃焼試験の失敗が2回連続で続いた影響で当初の予定から打ち上げが延期になった。またスペースワン(東京都港区)の小型の固体燃料ロケット「カイロス」も同社に出資するIHIエアロなどの技術を生かして開発しているが、2号機の打ち上げに失敗。日本のお家芸と言われた固体燃料ロケットの開発が苦戦している。

イプシロンSの2段エンジンの燃焼試験に失敗(JAXA提供)

固体燃料ロケットの製造にはカギとなる技術がいくつかある。JAXAの的川泰宣名誉教授は「例えば燃料を均等に混ぜて詰めるという作業は熟練の技術が必要。ただ日本が培ってきた技術の継承は難しく、人材育成にも課題がある」と指摘。宇宙開発の現場にも人材の不足や流動がみられ技術を引き継ぐのが難しく、新型ロケットの開発にも影響を及ぼしているのが現状だ。

H3、推進剤に液体燃料

一方で、JAXAと三菱重工業が開発した大型基幹ロケット「H3」は、推進剤には液体燃料を使い、大型の衛星も宇宙に運べるロケットとして2024年に産声を上げた。JAXAの岡田匡史理事は「技術の進歩を止めてはならない。そのために、H3は進化し続けるロケットである必要がある」と強調しており、現在も新技術の開発を続けている。

H3は25年度には日本初となる大型基幹ロケットで補助ロケットを搭載しないメーンエンジンのみで構成される「3―0形態」を打ち上げる予定で、その最終準備にも取りかかっている。さらに今後実証する技術に向けたデータ収集や、H3の次世代機につなげる2段エンジンの改良などを老若男女問わず多くの技術者が関わって開発を進めている。1つのロケットを作って打ち上げるだけでなく、H3の開発・製造・運用を通じて新技術の実証など次を見据えた仕組みを作ることで、人材育成や技術継承につなげる。

H3は年間6回の打ち上げを目指しており、政府系の衛星の打ち上げだけでなく海外からの受注も増えてきた。ゆくゆくはJAXAから三菱重工業へ移管し、商業化が本格化する。ただ日本以外にもロケットでの宇宙輸送を行っている国は多く、中には日本より打ち上げ費用が安い国のロケットもある。それであっても日本のロケットを選ぶ国内のユーザーは多い。海外に衛星を運ぶと時間とコストがかかるため国内の方が使いやすい。海外のロケットに衛星を搭載する場合、検査時に衛星の詳細な技術を見られる可能性が高いという。安全保障の面からも国産ロケットは必要であり、H3だけでなくイプシロンSやカイロスなどのロケットの開発にも期待がかかっている。

新興の参入も活発化

スペースワンだけでなく、ロケット開発には日本の宇宙ベンチャーが挑戦している。インターステラテクノロジズ(北海道大樹町)は、24年度以降の打ち上げを目指し、小型人工衛星打ち上げロケット「ZERO」の開発を進めている。24年11月にはZEROを量産化するための電気・機構系部品の生産や試験拠点となる東北支社(福島県南相馬市)の建設を始めた。25年12月の稼働開始を予定する。新たな日本の宇宙輸送技術の確立に向けた動きが加速している。

インターステラテクノロジズが開発中のエンジンの模型

また、AstroX(アストロエックス、同)は気球からの空中発射する方法で打ち上げるロケットを開発中。技術実証のために行った地上からの小型ロケットの打ち上げに成功し、高度10キロメートル級に到達した。25年度には宇宙空間に到達することを目指し、将来的に衛星を打ち上げるロケット不足の解消につなげる。

宇宙開発の歴史は長いが、宇宙ベンチャーなどの民間が参入することで新たな風が吹こうとしている。ロケット開発は70年を迎える。次世代の技術を見据えつつ、これまで培ってきたさまざまな技術を見直して引き継ぎながら新たな開発を進めることが求められるだろう。

日刊工業新聞 2025年01月01日

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