Rocket Lab (ロケットラボ / RKLB) が、2021年12月2日米国東部時間午前8時に、計画中の大型 Neutron Rocket (ニュートロン・ロケット) に関する最新情報を発表します。この再使用型ロケットに関する詳細は、同社が株式公開を発表して以来初めてとなります。Rocket Lab のCEO Peter Beck (ピーター・ベック) は以下のように述べています。
新しいロケットの設計はどこから始めるのか？皮肉なことに、ロケットから始めることはありません。人工衛星と、打ち上げに必要なすべての宇宙船から始めて、それを中心に設計プロセスを開始するのです。
ニュートロンは、着陸脚を内蔵した「大きな広い静止ベース」を持つ予定です。
ニュートロンのスタッツ
・身長131フィート
・直径23フィート
・16フィート（5メートル）のフェアリング
第1段の着陸でLEOまで8,000キロ、軌道上での最大ペイロードは15,000キロ。予想通り、Rocket Lab のニュートロン用新エンジンは「Archimedes (アルキメデス)」と呼ばれるもので、推進剤に液体酸素とメタンを使用するガスジェネレータサイクルエンジンです。
Rocket Lab、ニュートロン・ロケットの先進的な構造を公開、中性子ロケットの詳細な構造が初めて明らかになりました。信頼性と再利用性を追求した新しいアルキメデスロケットエンジン第1段とフェアリングの再利用を可能にする独自のキャプティブ “Hungry Hippo” フェアリングデザイン中性子ロケットは、世界初の炭素複合材を使用した大型ロケットです。打ち上げ地に戻るための推進力のある着陸を設計。
2019年以降、毎年米国のロケットで2番目に多く打ち上げられているエレクトロン・ロケットを開発した Rocket Lab の実績を基に、先進的な8トンペイロードクラスのニュートロン・ロケットは、衛星メガコンステレーション、深宇宙ミッション、有人宇宙飛行のための信頼性とコスト効率の高い打ち上げサービスを提供し、宇宙へのアクセスを変革することを目的としています。Rocket Lab の創業者兼CEOである Peter Beck 氏は、ニュートロンのライブストリーミングで、ニュートロンのユニークなデザイン、素材、推進力、再利用可能なアーキテクチャに関する新しい詳細を初めて明らかにしました。
ニュートロンは従来のロケットではありません。中性子は従来のロケットではなく、信頼性、再利用性、コスト削減を初日から設計に盛り込んだ新しいタイプのロケットです。中性子は、過去の優れた技術を取り入れ、最先端の技術や素材と融合させることで、未来のロケットを実現しています。今後10年間に打ち上げられる衛星の80％以上はコンステレーション（衛星群）であると予想されていますが、コンステレーションには独自の展開ニーズがあり、ニュートロンはそれに対応した初めてのロケットです。エレクトロンと同様に、従来のロケット設計から始めるのではなく、お客様のニーズに焦点を当て、そこから改良を重ねました。その結果、市場のニーズに合ったサイズで、速く、頻繁に、手頃な価格で打ち上げることができるロケットとなりました。
世界初のカーボンコンポジット製中型ロケット
ニュートロンは、世界初のカーボンコンポジット製の大型ロケットです。ロケットラボは、エレクトロンロケットで軌道ロケットにカーボンコンポジットを使用した先駆者であり、2018年以降、政府や商用の小型衛星に頻繁で信頼性の高い宇宙へのアクセスを提供しています。ニュートロンの構造体は、第1段の頻繁な再飛行を可能にするために、軽量で強度があり、打ち上げと再突入の膨大な熱と力に何度も耐えられる、特別に配合された新しい炭素複合材で構成されます。迅速な製造を可能にするために、ニュートロンの炭素複合材構造は、数分で何メートルもの炭素ロケットシェルを作ることができる自動繊維配置システムを使って作られます。
発射と着地を簡単にする独自の構造
再利用可能性は、頻繁かつ手頃な価格での打ち上げを可能にする鍵となります。そのため、ニュートロンの設計では、初日から打ち上げ、着陸、離陸を繰り返す能力があらゆる面で組み込まれています。中性子のユニークな形状は、先細りのロケットで底面が広いため、着陸時に堅牢で安定した基盤を提供し、複雑な機構や着陸脚を必要としないことから始まります。また、このバランスのとれた構造により、ストロングバックや発射塔などのロケット発射場のインフラも必要ありません。ニュートロンはその代わりに、しっかりと自立して離陸します。宇宙空間に到達したニュートロンの第2段を展開した後、第1段は地球に帰還し、発射場に推進力を持って着陸するため、海上の着陸プラットフォームや運用にかかる高額なコストが不要になります。
信頼性と再利用性に優れたロケットエンジン
ニュートロンは、全く新しいロケットエンジン「Archimedes (アルキメデス)」を搭載します。ロケットラボが自社で設計・製造したアルキメデスは、再利用可能な液体酸素/メタンガス発生器サイクルエンジンで、1メガニュートンの推力と320秒のISPを備えています。7基のアルキメデス・エンジンがニュートロンの第1段を推進し、第2段には真空に最適化された1基のアルキメデスエンジンが搭載されます。中性子の軽量な炭素複合材構造により、アルキメデスは大型ロケットやその推進システムにありがちな膨大な性能や複雑さを必要としません。要求性能を抑えたシンプルなエンジンを開発することで、開発・試験のスケジュールを大幅に早めることができます。
フェアリングを捨てるのはもうやめよう
ニュートロンのデザインで特にユニークなのは、「Hungry Hippo」と呼ばれるフェアリングのデザインです。この革新的なデザインにより、フェアリングは第1ステージの構造体の一部となり、ステージに固定されます。従来のフェアリングのようにステージから分離して海に落ちるのではなく、ニュートロンの「Hungry Hippo」フェアリングの爪は大きく開いて第2ステージとペイロードを放出し、再び閉じて第1ステージと一緒に地球に帰還します。発射台に戻ってきたのは、フェアリングが取り付けられた競争力のある第1段で、新しい第2段を統合して打ち上げる準備ができています。この先進的な設計により、打ち上げ回数を増やすことができ、海上でフェアリングを回収するという高コストで信頼性の低い方法を排除し、第2段を軽量で軽快にすることができます。
高性能な上段
ニュートロンの「Hungry Hippo」フェアリングデザインにより、打ち上げ時には第2段全体がNeutronの第1段構造とフェアリングに完全に包まれます。これにより、中性子の第2段は史上最軽量となり、複雑な衛星展開でも高い性能を発揮できるように設計されています。通常、第2段はロケットの外装構造の一部であり、離陸時にはロケットに強度を与え、打ち上げ時には大気下層部の厳しい環境にさらされる必要があります。第2段は、第1段と「ハングリー・ヒッポ」フェアリングの中に格納されているため、打ち上げ時の環境に耐える必要がなく、第2段の大幅な軽量化が可能となり、宇宙での高性能化を実現しています。中性子の第2段は、長さ6メートルの炭素複合材構造で、真空に最適化されたアルキメデスエンジンを1基搭載していますが、現在は消耗品として設計されています。
Rocket Lab は現在、米国東海岸の発射場、ロケット製造施設、アルキメデスエンジン試験施設を競争的に選定しています。Rocket Lab では、ニュートロン・プログラムをサポートするために約250名の新規雇用を見込んでおり、現在多くの職種で応募を受け付けています。