3Dプリントの打ち上げ：ヴァージン・オービットが低コストのロケットにハイテク技術を活用する方法
カリフォルニア州ロングビーチ — ヴァージン・オービットは最後の未開の地を切り開くことを目指しているが、そのためには工場の現場で新たな領域に踏み込まなければならなかった。
一例として、ここロングビーチにあるヴァージン オービット社の 180,000 平方フィートの製造施設でロケット部品を生産している Lasertec 4300 3D 加法・減法ハイブリッド マシンが挙げられます。
3Dプリンターのように、部屋ほどの大きさのこの機械は、レーザー光を使って金属粉末を各層に融合させ、部品を一から作り上げていきます。しかし、各工程で余分な部分を削り落とすことで、部品は微調整されます。
「これは文字通り、民間企業で運用される初めての試みだ」と、ヴァージン・オービットの製造マネージャー、アンドリュー・ダグルビー氏は、ヴァージン・オービットのニュートンロケットエンジンの燃焼室に取り組みながら語った。
シアトル地域のエアロジェット・ロケットダイン、ブルー・オリジン、プラネタリー・リソーシズ、テザーズ・アンリミテッドなど、宇宙ビジネスに携わるほぼすべての企業が、3Dプリンティングとも呼ばれる付加製造技術を活用して、ロケットエンジンや宇宙船の部品の製造プロセスを効率化しています。
3D プリント技術により、従来のフライス盤を使用して実行するにははるかに多くの時間と労力がかかる設計を反映した部品のプロトタイプや部品自体を迅速に構築することが可能になります。
同社のLauncherOne Evolutionチームの主任エンジニア、スコット・マックリン氏は、従来の製造技術では1年で完全な燃焼室を1つ製造できるかもしれないと語った。
「このような燃焼室を1か月程度で生成できると考えています…時間の桁違いの短縮です」とマックリン氏は最近の訪問中にGeekWireに語った。
3月にヴァージン・ギャラクティックからスピンオフしたヴァージン・オービットにとって、時間は極めて重要です。ヴァージン・ギャラクティックともう一つの姉妹ベンチャーであるスペースシップ・カンパニーが、弾道飛行用のロケット機「スペースシップツー」の開発に注力している一方、ヴァージン・オービットは、改造されたボーイング747ジェット機から打ち上げられるロケットで小型衛星を軌道に乗せる「ランチャーワン」システムに注力しています。
「コズミック・ガール」の愛称を持つこのジェット機は、ロングビーチとカリフォルニア州モハーベにあるヴァージン・ギャラクティックの拠点で飛行試験を受けている。最終的には、ロケットを搭載するための巨大なパイロンが機体に追加される予定だ。マクリン氏によると、このシステムは一連の試験を行う予定で、まず空のロケット、次に燃料を積んだ重量を模擬するために水バラストを積んだロケット、そして最後に燃料を積んだロケットの試験を行うという。
最初の試験打ち上げは2018年前半に予定されており、それまでの間にやるべきことがたくさんあることをマックリン氏は認めた。
「地上であらゆることをテストできるとしても、飛行するまで分からないこともある」と彼は語った。
ロケットエンジンの開発も並行して進められています。ヴァージン・オービットのランチャーワンロケットは2段構造で、第1段は推力73,500ポンドのニュートンスリーエンジンを搭載し、第2段は推力5,000ポンドのニュートンフォーエンジンを搭載しています。どちらのエンジンも燃料としてRP-1ケロシンを使用します。
極低温酸化剤タンクを含むLauncherOneの部品の多くは炭素複合材料で作られており、これはVirgin Orbitが軌道クラスの打ち上げ機のハイテクな道を切り開くもう一つの方法である。
ヴァージン・オービットは今夏、試験用に最初のパスファインダーロケット「ランチャーワン」を製造した。工場の床には、「パイロン・ア・トロン」という愛称の巨大な構造物が備えられており、ロケットが母船から落下した際にシステムがどのように動作するかを測定する。
ヴァージン・オービットによると、ランチャーワンは最大660ポンド（約300kg）のペイロードを軌道に乗せることができ、費用は1200万ドルから1500万ドルだ。NASA、ワンウェブ、クラウド・コンステレーション、シタエル、スカイ・アンド・スペース・グローバルといった衛星ベンチャー企業など、既に多くの顧客が契約している。
この関心の高さは、宇宙へのアクセスコストの低減の推進と、通信や軌道撮影のための小型衛星の能力向上により、打ち上げ業界がいかに急速に変化しているかを示している。
ヴァージン・オービットの潜在的競合企業のリストは、少なくとも顧客リストと同じくらい長い。ブルー・オリジン、ロケット・ラボ、ストラトローンチ、ベクター・スペース・システムズ、その他多数の企業が小型衛星市場を狙っている。
しかし、スペースXからヴァージン・オービットに移ってきたマックリン氏は、競争は気にしていないと語った。
「SpaceXはゲームチェンジャーだと私は考えていました。彼らはマッチに火をつけ、これが実現可能であることを示したのです」と彼は語った。「しかし、SpaceXは素晴らしい企業ですが、それでも一つの企業に過ぎません。一つの企業である限り、偶然の産物として片付けられてしまう可能性もあります。そのマッチ、その火花を炎に変えるには、もっと多くのことが必要です。」
