工業会活動 H3ロケットの開発状況三菱重工業㈱防衛・宇宙ドメイン宇宙事業部主席プロジェクト統括奈良登喜雄 1．はじめに 2013年5月に、現行の基幹ロケットである H-ⅡA、H-ⅡBに代わる我が国の新たな基幹ロケットの開発が決定された。当初“新型基他の競合ロケットに比べ打上げ輸送サービス価格が割高となっており、商業衛星打上げ獲得市場では苦戦を強いられている。これまで打上げている衛星はほとんどが国幹ロケット”と呼ばれていたこのロケットに内の官需衛星であり、年間1∼4機と変動が大は今年7月に「H3ロケット」の名称が与えられきく安定した産業として維持することが難した。H3ロケットの開発には、我が国の宇宙輸い。このような官需衛星打上げのみでは生産送の自律性の確保と衛星打上げ市場での国際機数の変動や少量生産を強いられる等により競争力の強化を実現させ、現状の宇宙輸送シサプライヤの撤退が増加しており、製造基盤ステム産業が抱える課題を払拭しその産業基の維持が課題となっている。一方で、H-Ⅱロ盤を維持・発展させることが期待されている。ケットで全段の本格的開発を実施してから25 2014年2月に宇宙航空研究開発機構（JAXA）年以上が経過し、この間改良開発以外の開発からこのロケットの開発及び打上げサービス機会が無いことから、当時の国産ロケット開に関わる公募が行われ、三菱重工業㈱がプラ発を通じて技術を獲得したシステム開発経験イムコントラクタとして選定され開発作業を者のリタイアにより技術伝承の機会を失う恐進めている。現在、概念設計フェーズを経てれがあり、技術基盤の維持も課題となってい基本設計フェーズへ移行しており、2020年度る。の初号機打上げを目指している。本稿ではこ我が国の宇宙政策の方針をまとめた宇宙基のH3ロケットの開発状況について紹介する。本計画では、人工衛星等を他国に依存することなく打上げる能力を保持すること（自律性 2．H3ロケット開発の意義現行の基幹ロケットであるH-ⅡA、H-ⅡB の確保）は宇宙政策の基本であり、宇宙輸送システムを保持することは、自律性確保の観は、今年8月のH-ⅡBロケット5号機による「こ点から不可欠であるとされている。ところが、うのとり5号機（HTV-5）」打上げ成功により宇宙輸送システムの産業界では上記に述べた合せて27機連続成功となり、打上げ成功率も課題を抱えており、自律性の確保のためには 96.9％と欧米の主要な打上げロケットと比肩これらの課題への対策が求められる。しうる信頼性を有している。さらに予定期日こうした状況を踏まえて、現行基幹ロケッどおりの打上げ率が高いことも信頼性の高いト（H-ⅡA/H-ⅡB）に代わる我が国の基幹ロシステムである証となっている。このようにケットとして、H3ロケット（当時“新型基幹信頼性については衛星顧客の高い評価が得らロケット”）の開発に着手することが、2013 れているH-ⅡA、H-ⅡBロケットではあるが、年5月に内閣府宇宙政策委員会で決定された。 8 平成27年10月　第742号このH3ロケット開発の進め方については、 “自ロケットを開発中で、2014年に基本形態のテ律性の確保”と“国際競争力のあるロケットストフライトを成功させている。一方、新興及び打上げサービス”を目指すものと宇宙政勢力と目される中国も次世代長征シリーズ策委員会から指針が示されている（2014年4 （長征5/6/7号）を開発中であり、インドでも月）。政府衛星打上げの要望に確実に対応す新型ロケットであるGSLV Mk-Ⅲの開発を進ると同時に、国際市場において毎年一定数のめている。H3ロケットの運用が始まる2020年商業衛星打上げを獲得できる新たな打上げロ度以降にはこれらの新規の競合ロケットに伍ケット・システムを構築することにより、宇していかなければならない。宙輸送システムの技術基盤及び産業基盤を維持・発展させることが期待されている。 4．H3ロケットの目指す姿と開発状況 H3ロケットは、こうした衛星市場の変化や 3．世界の衛星打上げ市場動向次に、H3ロケットが参入を目指す世界の衛星打上げ市場の現状及び動向を整理する。他国ロケットの開発状況を睨みつつ国際競争力を確保する必要がある。H3ロケットの目指す姿は、現行基幹ロケット（H-ⅡA/H-ⅡB）世界の商業衛星打上げ輸送サービスの市場の強みである“高い信頼性”に加え、国内外は主に通信・放送衛星の打上げ需要から構成のお客様（衛星オペレータ、衛星メーカ）かされており、年間20∼25機程度の需要がありらのヒアリング結果も踏まえ、①国際競争力今後も同程度で推移していくと予測されていのある能力と打上げサービス価格、②お客様る。衛星質量範囲は2.5∼6.5tonの間に分布しの希望する時期に打上げ、③振動の少ない乗ている。今後主流となる衛星質量は、主要ロり心地の良い機体、を実現させるものとしてケットの打上げ能力や電気推進衛星の普及状いる。況等の影響を受け変動すると考えられるため、幅広い衛星質量に対応できる柔軟性が必要となる。また、競合する他国の打上げロケットをみる現在、上記に示した打上げロケットを具体化させる開発作業を始めた段階にあり、以下に述べる機体構想を検討している。と、従来この市場のシェアは欧州のArianespace 社Ariane5ロケットとロシアのILS社Protonロ H3ロケットの機体形態／ファミリ構成（案）ケットによる寡占状態であったが、新しく米を図1に示す。液体酸素／液体水素を推進薬国民間会社のSpaceX社がFalcon 9ロケットをとしたコア機体をベースに、1段エンジン基市場投入し圧倒的な低価格を武器に急速に数（2基または3基）、固体ロケットモータ本シェアを伸ばしている。更に能力を増強した数（0∼4本）を組み替えることにより、2.5∼ 発展型となるFalcon Heavyを計画している。 6.5tonまでの幅広い衛星質量にシームレスにこのSpaceX社の市場参入に刺激されて、現在対応させる。コア機体の直径は5.2mとした。の市場リーダである欧州Arianespace社も現行 H-ⅡBロケット第1段の直径を踏襲しており、機種から価格競争力を強化させた次世代ロさらに第2段機体も5.2m化させている。全長ケットのAriane 6を開発中であり、2020年頃は約63mであり、固体ロケットモータ4本を結に市場に投入する計画である。また、ロシアは合した形態では、H- Ⅱ B ロケット（全長約現行のProtonロケットの後継機となるAngara 57m）を一回り大きくしたイメージのロケッ 9 工業会活動図1　H3ロケットの機体形態／ファミリ構成（案）トとなる。一方、軽量で太陽同期軌道に投入簡素化としては、部品一体化による点数削する衛星に対しては、固体ロケットモータを減、最終製品形状に近い素材を準備すること結合せずコア機体のみで打上げる形態を選択による材料の歩留り改善と加工費削減、加工できるものとした。を容易化する形状の採択等が挙げられる。近年急速に普及が進む3Dプリンタによる部品製（1）競争力のある打上げ能力・価格作も、工程簡素化による低コスト化の一案と図2にH3ロケットの打上げ能力と価格ターして検討している。汎用化としては、アビオゲットを示す。衛星打上げサービス市場にお機器（電子機器）や推進系機器（バルブやセいて、他国の競合ロケットと互角以上に渡りンサ類）への民生部品（航空機用・自動車用合うためには図中に示す能力・価格ターゲッ部品）適用を検討している。宇宙用部品は、ト帯を実現するロケットとしなければならな特殊仕様で使用個数も少なく非常に割高であい。従って、H3ロケットには現行基幹ロケッるため、信頼性が高く安価な民生部品を適用ト（H-ⅡA/H-ⅡB）からコストを約半分に低できる効果は大きい。民生部品適用について減することが求められることとなる。は、部品選定基準や安全基準にも関連するたこのような競争力のある価格を実現するため、JAXAとも連携して評価を進めている。めに、機体システム・サブシステムに共通す共通化としては、一例として駆動エネルギる基本的な考え方として、簡素化・汎用化・源の共通化としてバルブやアクチュエータの共通化を考慮している。電動化が挙げられる。駆動エネルギ源として 10 平成27年10月　第742号図2　H3ロケットの打上げ能力と価格ターゲットの高圧ガス系・油圧系が不要となることによこれらの振動環境についても、射点設備によるシステムの簡素化を検討している。る注水対策や機体外形形状の工夫による音響低減や防振対策による振動・衝撃の緩和等に（2）顧客希望の打上げ時期への対応顧客の希望の時期に確実に打上げるため取り組むことにより、競合ロケットと同等以下の振動環境に抑える仕様としている。また、に、前後に他のミッションの打上げが予定さフェアリング内に衛星を搭載する際に必要とれていても、柔軟に対応できるようロケットなる艤装品類（アクセスドア等）についても、系射場整備作業の期間を現行ロケットの半分顧客の要望する位置・仕様設定時期に柔軟に程度に短縮する。射場整備作業の期間短縮は、対応できるよう製造工程を工夫する。このよ打上げサービス価格低減の観点からも重要でうな衛星と打上げロケットとのインタフェーある。この期間短縮のための方策として、機スにおいて、顧客優先の仕組みを構築するこ体の機能点検を自動化させ、機体にアクセスとにより、乗り心地の良い機体の実現を目指して点検装置の接続等の準備を行わなくて済している。むようなアクセス不要の機体仕様とすることを検討している。機体と地上設備はアンビリ冒頭で述べたように、現在は概念設計カル（機体と地上設備をつなぐ配管配線類のフェーズでのロケットシステム全体の基本仕接続部）経由でネットワーク接続し、自動で様設定を踏まえて、基本設計フェーズに移行データ取得し良否判定を行う構想である。し機体各部の仕様の詳細検討を進めている。 2020年度初号機打上げに向けて各開発試験作（3）乗り心地の良い機体の実現搭載される衛星には、打上げ時に音響、低業が本格化していくこれからが正念場である（図3参照）。周波振動、衝撃等の様々な振動が負荷される。 11 工業会活動図3　H3ロケットの開発スケジュール 5．産業基盤の維持・発展への貢献ら民需衛星打上げを一定量獲得する努力を各衛星顧客から、我が国の基幹ロケットの我々が続けていくことにより、宇宙輸送シス信頼性について既にH-ⅡA、H-ⅡBロケットテムの産業基盤を長期的に維持・発展させるの打上げ成功実績により高く評価されておことができるものと考えている。り、この高い信頼性を踏襲しつつより安価な打上げ輸送サービスの提供を期待されてい 6．むすびる。上記で述べたH3ロケットを開発すること H3ロケットの開発では、現行基幹ロケットによりこれらの期待に応えられる打上げ輸送 H-ⅡA/Bの開発・運用を通して蓄積した知見・サービスが提供できるようになると考えてい経験を最大限活用して信頼性が高いロケットる。今後激化が予想される商業衛星打上げ市システムを踏襲するとともに、従来の発想を場であるが、この国際競争力を強化したH3ロ超えて民生部品材料や製造技術やプロセス等ケットを武器にこの市場から商業衛星打上げの優れたものを積極的に取込むことによっての獲得を目指す。国際競争力を強化することが必要である。こ今年1月に策定された新しい宇宙基本計画のH3ロケットを魅力あるロケットに仕上げらにおいて、官需衛星の長期整備計画が提示されるよう、顧客の要望を踏まえつつ、関係機れた。H3ロケットは、これらの官需衛星打上関、関係各社と連携して開発に取り組んでいげに確実に対応し我が国の宇宙空間アクセスく。への自律性確保の責務を果たしつつ、市場か 12