東京理科大学が革新的宇宙輸送技術開発に挑戦

宇宙輸送の未来を切り開く研究

東京理科大学の創域理工学部機械航空宇宙工学科の小笠原宏教授が率いる研究チームは、JAXAの「宇宙戦略基金 SX中核領域発展研究『SX-ARK』」において、画期的な宇宙輸送技術の実証研究を始めました。この研究の最大の特徴は、帰還用の耐熱材を不要にする再使用型ロケットタンクの開発です。このアプローチにより、ロケットの軽量化、コスト削減、整備負担の軽減が同時に達成可能になると期待されています。

技術的課題とその解決策

これまで宇宙輸送コストが高止まりしている一因は、ロケットの使い捨て構造でした。スペースシャトルの場合、環境への再突入時に耐熱材が最大18%を占めるため、これが飛行性能を損ない、また毎回の点検・交換が必要です。この問題を解決するためには、機体を大幅に軽量化する必要があります。

小笠原教授の研究グループは、この課題に挑戦し、TPS（Thermal Protection System）なしで機体の設計が成立するための条件を追求します。具体的には、ロケットタンクの内外での熱管理技術を開発し、システムの経済的メリットを明らかにすることを目指しています。

研究の実施構造

このプロジェクトの実施体制には、東京理科大学の教授陣が共同で参加します。小笠原教授が研究の全体像を指揮し、要素開発とシステム評価を推進。上野一郎教授は熱流動特性の探索、荻原慎二教授はタンク表面の光学特性の整備を担当します。また、将来宇宙輸送システム株式会社はシステム設計や経済性評価に貢献し、東京都市大学からも専門家が協力に加わります。

熱伝達特性のモデル構築

研究の第一歩として、ロケットタンク内での熱伝達特性を推定するデータベースの構築に取り組みます。タンク内面の吸熱特性を評価し、効率的な内面形状の探索を行うことで、熱管理性能を向上させることが目指されています。また、タンクの外表面形状設定においては、空力加熱低減を実現するための候補形状の決定も行われます。

実証研究の目的

本プロジェクトの最終目的は、TPSなしの再使用型ロケットシステムの実現と、宇宙輸送コストの根本的な削減です。研究完了時には、TPSなしタンクの仕様や経済性、そしてシステム重量の比較等、具体的なアウトプットを提示つい、宇宙産業の発展に寄与することを期待されています。

この革新的な研究を通じて、東京理科大学は人類が宇宙にアクセスできる未来を切り開く一步を踏み出します。誰もが宇宙を身近に感じられる時代の到来が待ち遠しいです。