長征9号から10号キャリアロケットへのサプライズ・シフトが、中国の野心的な宇宙計画のあり方について新たな疑問を投げかける。
Jeff Pao
Asia Times
July 15, 2023
中国は、2030年の有人月面着陸目標を達成するために、超重量級の長征9号ロケット1機ではなく、長征10号キャリアロケット2機を使用すると発表した。この計画変更は、中国のロケット開発と広範な宇宙計画について新たな疑問を投げかけるものだ。
新しい計画では、月着陸船と有人宇宙船は別々に打ち上げられ、月周回軌道上でドッキングして着陸を完了する。この配置は、2030年に火星に向けて無人着陸船と宇宙船を別々に打ち上げる中国の天問3号計画と似ている。
一方、長征9号キャリアロケットの打ち上げは2030年から2035年に延期され、中国の科学者たちはイーロン・マスクのSpaceXに倣ってメタンエンジンに注力する。
中国有人宇宙局（CMSA）の副チーフエンジニアである張海莲氏は、7月12日に武漢で開催された航空宇宙サミットのオープニングスピーチで、「実証と分析を経て、中国は有人月着陸計画で月軌道ドック案を暫定的に採用した」と述べた。
宇宙船が着陸船とドッキングした後、2人の宇宙飛行士が着陸船を使って月面に降り立ち、科学的タスクを遂行し、サンプルを収集する。張氏によると、タスク完了後、宇宙飛行士は着陸船のアセンダーを使って月軌道上の宇宙船に戻り、地球に帰還する。
中国の研究者たちは現在、新世代の有人宇宙船である長征10号、月面着陸船、月面着陸用宇宙服、有人月面探査機を開発している。張氏のスピーチは、新華社、『環球時報』、『人民解放軍日報』などの国営メディアによって、7月12日と13日に大きく報じられた。
技術的ボトルネック
1969年にアメリカ航空宇宙局（NASA）が月に向けて打ち上げたアポロ11号は、宇宙船と月着陸船を運ぶためにサターンV型ロケットを使用した。
このロケットは、130トンを地球低軌道に、50トンを地球－月遷移軌道に運ぶことができた。第1段には5基のロケットダインF-1エンジンが使用され、各エンジンは6,770キロニュートン（kN）の推力を発生できる。
長征10号の第1段と2基のブースターは21基のYF-100Kエンジンを搭載し、各エンジンの推力は1,250kNである。このロケットは70トンを地球低軌道に、27トンを地球－月周回軌道に運ぶことができる。
再利用可能なYF-100Kは、数十年前にウクライナのKB Pivdenne社が開発したRF-120のレプリカであるYF-100に似ている。1991年にソビエト連邦が崩壊すると、中国は同社からRF-120を2基とRD-170エンジンを数基購入した。YF-100は2019年と2020年の中国の月ミッションに貢献した。
中国航天科技工集団公司（CASIC）第6研究院傘下の北京航天動力研究所は2011年、同じ技術を使ってYF-130を開発し、当時は4,800kN（500トン）の推力があると主張していた。その後、エンジンを改良して推力3,600kNのYF-135を開発した。
CASIC第6研究院の劉志讓院長は2021年5月、長征9号は12基のYF-130エンジンを使用し、2030年頃に宇宙飛行士を月に送る予定だと述べた。
中国月探査計画の副主任設計者である龍楽豪氏は2021年6月、長征9号は代わりに16基のYF-135エンジンを使用し、150トンを地球低軌道に、53トンを地球-月間トランスファー軌道に運ぶことができると述べた。
現在のところ、YF-130もYF-135もまだ実験室にある。
メタンエンジンロケット
龍氏は2022年4月、長征9号ロケットは26基のメタンエンジンを使用すると述べた。今年2月には、ロケットの第1段のエンジンの数が30に増加し、第2段の2つのエンジンもメタンエンジンになると述べた。
メタンはケロシンよりもきれいに燃焼し、より大きなパワーを生み出すため、メタンエンジン搭載ロケットはより簡単にリサイクルできる。この燃料は、33基のラプター・エンジンを搭載したスペースXのスターシップのスーパーヘビー・ロケットで使用されている。
「長征9号の設計は現在、スターシップのロケットと非常によく似ている。しかし、それはYF-130の開発が終わったことを意味するのだろうか？いや、YF-130はもうすぐ完成する。過去の努力は無駄にしてはならない。」
30基のメタンエンジンを束ねることは、共振の問題を引き起こす可能性があり、リスクがないとは言えないと筆者は言う。もしメタンエンジンが適さないのであれば、長征9号はYF-130かYF135を再び使うことができる、と彼は意見を述べた。
福建省在住のライターもまた、YF-135への投資は無駄にはならないと主張する。もしYF-135が再使用可能になれば、コスト面で有利になり、将来YF-100Kを置き換えることができるという。
中国のメタンエンジン技術はまだ未成熟であるため、2030年の中国の月ミッションにはYF-100が最も確実な選択肢であるとするコメンテーターもいる。メディアの報道によると、5月12日、西安のCASIC第6研究所は、推力3,600kNのメタンエンジンをテストした。
7月12日、中国は液体酸素とメタンを燃料とする中型ロケット「珠克2号」の打ち上げに成功した。このロケットは4基のTQ-12エンジンを使用し、6トンを地球低軌道に運ぶことができる。TQ-12エンジンは670kNの推力しか出せないが、ラプターは2,256kNに達する。
