新型液体ロケットは世界で初めて軌道投入に成功した。なぜ「すざく2号」は液体酸素とメタンを燃料として使うのですか？

7月12日午前、ブルーアロースペーステクノロジー株式会社が自主開発した液体酸素メタンロケット「朱雀2号」「堯2号」（以下、「朱雀2号」）が酒泉衛星発射センターから打ち上げられた。ロケットは所定の軌道に入り、試験ミッションは完全に成功しました。

「朱雀2号」は軌道投入に成功した世界初の液体酸素メタンロケットであり、我が国の打ち上げロケットへの新しい低コスト液体燃料の適用において大きな進歩を遂げた。これは、国内の民間商業航空宇宙部門における液体酸素およびメタン運搬ロケットの打ち上げ成功としては初となる。

「朱雀2号ロケットは、私たちの研究開発プロセスを『0から1へ』運びます。」ブルーアロー・エアロスペースの張長武最高経営責任者（CEO）は、同社はここ数年で天雀シリーズのエンジンを開発し、テストベンチとコールドテストシステムを構築し、合計で約10万秒の地上テストを完了したと語った。同社は、成熟した飛行技術を備えた中国唯一の液体酸素メタンロケットエンジンの開発に成功し、朱雀2号の動力システムを支えている。

今回のミッションは「すざく2号」ロケットの2回目の飛行となります。 2022年末に「すざく2号」ロケットが初の飛行試験を実施した。エンジンの二次パイプラインの破裂によりミッションは失敗しました。初飛行では、ロケットの推進システム、構造システムなどがほぼ完全に検証されました。初飛行後、インターフェース管理とジョイント設計に関する管理上の問題は、その後の「ゼロリターン」検証を通じて解決されました。

朱雀2号は液体酸素とメタンを燃料とする2段式液体ロケットである。機体直径は3.35メートル、全高は49.5メートル、離陸重量は219トン、離陸推力は268トンである。フェアリングの最大直径は3.35メートル、全長は8.237メートルです。ロケットの第1段には、並列に接続された4つの天雀80トン液体酸素メタンエンジンが使用され、第2段には1つの天雀80トン液体酸素メタンエンジンと1つの天雀10トン浮体式液体酸素メタンエンジンの組み合わせが使用されます。固体ロケットと比較すると、液体ロケットは比推力が高く、推力を調整でき、複数回の始動が可能などの利点があり、再利用可能な打ち上げロケットとしてより適しています。

燃料として液体酸素とメタンを使用するのが、私たちが普段目にする長征シリーズロケットと「すざく2号」ロケットの最大の違いです。すざく2号副主任設計者兼副機長の戴正氏によると、液体酸素メタンは液体酸素とメタンの混合物である。酸素中でのメタン燃焼の生成物は二酸化炭素と水であり、これは打ち上げロケットにとってクリーンな燃焼剤です。同時に、この燃料は採掘が容易であり、技術も成熟しています。液体水素や灯油などのロケット燃料に比べ、比較的安価で環境に優しく、低コストで再利用も容易です。

「実際、十分に大きな打ち上げロケットと十分に強力な深宇宙への輸送能力があれば、火星で燃料を準備することは難しくないでしょう。現在、人々はロケットを再利用し、メタンを燃料として使用することを目指しています。」戴正氏は宇宙空間の周囲温度は低いと説明した。火星の表面の最低気温はマイナス143℃に達し、月の表面の最低気温はマイナス190℃に達することがありますが、これは液体水素には高すぎ、灯油には低すぎます。

朱雀2号の飛行試験は、主にこの新型液体酸素メタンロケットの試験打ち上げと飛行プロセス計画の正確性と合理性、および各種システムインターフェースのマッチングを評価し、その後のロケットの正式な商用飛行の基礎を築いた。 「当社は今後も『すざく』シリーズのロケットを主力製品として、継続的に製品の最適化と改良を重ね、ロケットの性能をさらに向上させ、低コスト、高性能、大容量のロケット製品を市場に提供していきます」と張長武氏は述べた。

張長武氏は、朱雀2号は合計3本の試験矢を準備しており、今回の打ち上げ前に尭3号ロケットが最終組み立て段階に入っていたことを明らかにした。 Yao-2ミッションの成功により、Landspaceは2024年に市場への小ロット納入を開始し、年間3～4回の打ち上げを実施し、2025年にはその倍の規模に増やす予定だ。同時に、Blue Originは再利用可能なロケットプロジェクトを立ち上げ、2025年に試験飛行ミッションを実施する予定だ。