ポータル・スペース・システムズが太陽で打ち上げられる衛星を開発し、ステルス体制から脱却
シアトル地区の新興企業 Portal Space Systems がステルス状態から脱し、これまで宇宙に打ち上げられたことのないタイプの衛星の構想を発表した。その衛星とは、太陽熱を利用してスラスタを作動させる宇宙船だ。
太陽熱推進として知られるこの技術は、早ければ来年にも宇宙での最初のテストが実施される可能性がある。
「アメリカ国内でも海外でも、太陽熱推進システムを搭載した飛行機を飛ばしたという話は聞いたことがありません」と、Portalの共同創業者兼CEOのジェフ・ソーンバーグ氏はGeekWireに語った。「実際に飛ばした可能性はあるのですが、誰もそのことに気づいていないのかもしれません。」
ワシントン州ボセルに本社を置くポータル社は、スーパーノヴァ衛星バスの開発支援として、国防総省と米宇宙軍から既に300万ドル以上の資金提供を受けていると発表した。宇宙産業用語では、バスとは衛星のペイロードを支える宇宙船の基本的なインフラを指す。
超新星をベースとする衛星には、太陽光を熱交換器に集光する太陽光集光装置が搭載される。「非常にシンプルなシステムです」とソーンバーグ氏は語る。「モノプロペラント（一元推進剤）を高温の熱交換器に通すことで、推力が得られるのです。」
この技術は、衛星の軌道上での移動性を大幅に向上させる可能性を秘めており、軌道上のゴミの回収から国際危機への対応まで、さまざまな用途への展開をスムーズにする可能性がある。
「当社の宇宙船は高性能で推力も大きいため、現在主流となっている電気推進方式の宇宙船よりも速く目的地に到達できる」とソーンバーグ氏は述べた。
アイデアのひらめき
ポータル社の太陽熱推進システムは、ソーンバーグ氏が取り組んできた一連の革新技術の中で最新のものに過ぎない。
彼は、SpaceXの超大型ロケット「スターシップ」の動力源となるメタン燃料のラプターロケットエンジンの開発において極めて重要な役割を果たしました。故マイクロソフト共同創業者のポール・アレン氏が設立した宇宙企業ストラトローンチでは、PGA（ポール・G・アレン氏のイニシャル）として知られる3Dプリントロケットエンジンの開発に携わりました。2020年から2021年にかけては、Amazonの「プロジェクト・カイパー」衛星開発プロジェクトにおいて機械工学・製造担当ディレクターを務め、その後、アジリティ・ロボティクスとコモンウェルス・フュージョン・システムズでリードエンジニアを務めました。
原子力推進に対するソーンバーグ氏の関心は、太陽熱推進の検討へとつながりました。太陽熱推進は、30年も前にNASAと国防総省で研究されていたものです。
「少なくとも私が生きている間は、推進力の未来は核熱推進だと考えています。でも、まだロウズに行って核分裂炉を買うことはできません」とソーンバーグ氏は語った。「だから、『それに近いものは何だろう？ あるいは、その方向への一歩となるものは何だろう？』と考えました」
ソーンバーグ氏は、「米国政府がすでに巨額の資金を投入し、契約の箱とともに棚に置かれたままになっている、小さな会社として革新を起こし、より早く解決策をもたらすことができる」推進技術を探しに行ったと語った。
太陽熱推進が最良の選択肢に見えた。「SpaceXのラプター開発時代を思い出しました。あの頃は、迅速に行動し、物事を破壊し、より迅速に反復することができました」と彼は語った。「そして、政府が30年以上前に行ってきた研究のおかげで、性能見積もりを正当化する優れた科学的根拠も備わっていました。」
太陽熱発電に取り組んでいる宇宙ベンチャーはポータルだけではありません。アリゾナ州に拠点を置くハウ・インダストリーズもこの技術に取り組んでいますが、こちらは小型のナノ衛星で水を蒸気に変えて推進装置に動力を供給するというものです。ポータルのシステムは、太陽熱推進をはるかに高いレベルに引き上げるものです。
小さな一歩と大きな飛躍
太陽熱は宇宙空間での移動に高性能な推進力を提供できるため、大きなセールスポイントとなっています。質量約500キログラム（1,100ポンド）のスーパーノヴァ衛星バスは、最大毎秒6キロメートルのデルタv（速度変化率）を提供できるように設計されています。（デルタvは宇宙船の速度変化率を表す指標です。）
「多くのシステムでは、打ち上げ時にデルタVが毎秒200メートルあれば幸運と言えるでしょう。実際、ほとんどのシステムは毎秒500メートル以下です」とソーンバーグ氏は述べた。「つまり、これは既存システムの10倍の能力を持つということです。さらに燃料補給機能も加えると、複数の宇宙船が特定の軌道上にあり、特定のニーズに対応できるという、まさに画期的なシステムになります。」
衛星が太陽の光が届かない場所、例えば地球の夜側を飛行しているときなどはどうなるのでしょうか？「実は、太陽の位置に関係なくスラスタを作動させる設計の別の側面に取り組んでいます」とソーンバーグ氏は言います。「熱電池を搭載しているようなものです。」
国防総省が太陽熱発電に関心を持つのは、それが「戦術的即応宇宙」戦略に合致するからだ。この戦略は、宇宙資産を地球規模の脅威に対応するために迅速に展開させる必要があるという考え方だ。ポータル社は、2026年までに「米宇宙軍を将来の即応的かつ動的な宇宙作戦へと推進する」可能性のある技術開発に取り組むため、170万ドルの契約を獲得した18社のうちの1社である。
ソーンバーグ氏は、ポータルは国防総省のスケジュールに間に合うように順調に進んでいると述べた。
「最初のデモンストレーション飛行を行う前から、スーパーノヴァ全体のTRL（技術成熟度）は比較的高い水準にあります」と彼は述べた。「しかし、2025年後半に予定されている最初のデモンストレーション飛行では、これら全てのシステムの統合、そして今回導入する当社独自の熱交換器設計の真価を検証することになるでしょう。」
Supernova衛星バスは商用利用も可能です。太陽熱推進による機動性は、衛星を異なる軌道に再配置したり、燃料補給やデブリ除去のために他の宇宙船とランデブーしたりしたい企業にとって魅力的かもしれません。しかし、ソーンバーグ氏はSupernovaの用途についてあまり具体的なことは語りませんでした。
「市場を調査した際、『軌道上デブリ企業になる』とか、『デブリのマッピングを行って収益化を図る』といった企業がありました。しかし、これらの明確な分野のいずれにも、長期的に事業を展開できるだけの実質的な収益はないと感じました」と彼は述べた。「しかし、これらの企業はすべて、自社の能力を超えるデルタVを求めていると考えていました。そこで、私たちはこれを衛星バス構造として売り出しています。独自のペイロード用途に注力する企業に、多様な機会を提供できるからです。」
今後の道
Portalが成功すれば、シアトル地域に既に存在する強力な衛星製造拠点に新たな拠点が加わることになる。SpaceXのStarlink衛星開発・製造施設はレドモンドにあり、AmazonのProject Kuiper衛星事業はレドモンドとカークランドに拠点を置いている。また、レドモンドにはXploreがXcraft衛星プラットフォームの開発に取り組んでいる場所があり、LeoStellaはタクウィラで衛星を製造している。Starfish Space（タクウィラ）とLumen Orbit（ベルビュー）もこの拠点に加わっている。
シアトルが衛星都市であることは、ポータルの本社をボセルに置くという選択の一因ではありますが、唯一の理由ではありません。「妻と私はパンデミックの最中にここに移住し、もう二度とここを離れるつもりはありません」とソーンバーグ氏は語ります。「ですから、ビジネス上の理由だけでなく、様々な理由からシアトルで事業を展開する必要がありました。」
ソーンバーグ氏によると、ポータルのオフィスには現在約25人が勤務しており、同社はボセル・メアリーズビル・アーリントン地域のどこかにスーパーノヴァ製造施設を建設する予定だという。「非常に期待しています」とソーンバーグ氏は述べた。「現在の25人から来年にはおそらく100人にまで成長し、今後24ヶ月ほどで150人から200人まで増えると考えています。」
ポータルの他の共同創業者も、シアトル地域の宇宙産業と以前から関わりを持っています。最高執行責任者（COO）のイアン・ヴォルバック氏は航空宇宙エンジニアで、アーリーステージのスタートアップ企業に関心を持ち、シアトルに本社を置いていたストラトローンチ社で短期間勤務していました。ポータルのエンジニアリング担当副社長であるプラシャーント・ラビンドラン氏は、ストラトローンチ社に加え、ワシントン州ケントにあるジェフ・ベゾス氏の宇宙ベンチャー企業ブルーオリジン社でも勤務していました。
Portalについては、まだ未定の部分もある。例えば、同社は来年の実証ミッションの打ち上げ計画をまだ発表していない。「現在検討している選択肢はいくつかあります。独自に取り組むものもあれば、米国政府と提携する可能性もあるものです」とソーンバーグ氏は述べた。「これらの協議は現在、リアルタイムで行われています。」
ソーンバーグ氏は、ポータルの戦略的投資家が誰なのか、また彼らが投資する金額については沈黙を守っている。ただ、ポータルはデモンストレーションミッションを実行するために「適切な資金額」を持っているとだけ述べている。
「今では、企業の成功の尺度は資金調達額だと考えている人が多すぎます」と、ソーンバーグ氏はこれらの質問に対して述べた。「それは間違った尺度です。…私は個人的に、それが成功の尺度になっていることにうんざりしています。ですから、宇宙企業が成功するかどうかの最も重要な要素は資金調達額ではないということを人々に示したいのです。」
では、正しい指標とは何でしょうか？ソーンバーグ氏は、ポータルが宇宙軍から受けてきた信頼と財政支援を指摘しました。「ポータルのさらなる成功、そして国が望む能力を提供することを楽しみにしています」と彼は述べました。
