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スペースプレーン

スペースプレーン（英語: Spaceplane）は、航空機と同様に特別な打ち上げ設備を必要とせず、自力で滑走し離着陸および大気圏離脱・突入を行うことができる宇宙船。今まで複数の機体が構想されているが、技術的な問題により、実現に至った例はまだ無い。

X-30の想像図（1986年）
X-30の想像図（1990年）

広義には、スペースシャトルのような、翼を持ち飛行機のように滑空して着陸できる機体を含める。

概要

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スペースプレーンは、航空機と同じように滑走路から離陸し、そのまま大気圏を離脱、そして大気圏再突入後は再び滑走路に着陸する宇宙船である。現在主流である使い捨て型ロケットのような複雑な打ち上げ設備を不要とし、コストの減少や運用地点の増加を見込む。

技術的特徴として、大気圏内においてはエアブリージング（英語版）（空気吸い込み型）エンジンを利用することが挙げられる。通常のロケットでは燃料となる液体水素以外に酸化剤として液体酸素等を自重に含むため、ツィオルコフスキーの公式により一層の性能向上は難しい。そこで、大気圏内では酸化剤を搭載するのではなく、空気中の酸素を酸化剤として使用することが考えられている。また、大気圏内飛行のために主翼もしくはリフティングボディなどの揚力発生機構を有する。

スペースプレーン計画には、弾道飛行を目指すものと、衛星軌道と往還する再使用型宇宙往還機を目指すものがある。最初期の構想であるSilbervogelは弾道飛行を予定しており、X-30は「ワシントン-東京の間を2時間」とうたった「衛星軌道経由の旅客機」という構想であった。2段式（空中発進）で完全再利用の有人弾道飛行はX-15とスペースシップワンで達成されているが、これらは通常はスペースプレーンに分類されない。

現在のところ、スペースプレーンは、各国に計画があるものの実用化の目処は立っていない。宇宙飛行の大幅なコスト削減に繋がるとして期待されていたが、スクラムジェットエンジンの開発が難航しており、2009年現在の技術では飛行速度・高度に応じて複数種類のエンジンを搭載しなければならず、また大気圏外ではロケットエンジンも必要不可欠であるため、実用的な機体を設計できない。また、部分再使用型宇宙往還機のスペースシャトルが使い捨て型ロケットよりも高コストとなったことで、完全再使用型宇宙往還機のスペースプレーンに対しても懐疑的な見方がされている。

主なスペースプレーン

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以下のリストには、翼を持ち飛行機のように滑空して着陸するものの打ち上げにはロケットを用いるといった、広義のスペースプレーンも含まれている。

開発元 名称 画像 初出 初飛行 状態 備考
  ドイツ Silbervogel 1930年代 中止 ナチス・ドイツ敗戦と共に研究中止
  アメリカ合衆国 X-15   1954年 1959年
9月17日 		退役 有人弾道飛行ロケットプレーン
  アメリカ合衆国 アイシングラス計画 (Project Isinglass)  1964年 中止 A-12/SR-71の後継として1964年から1968年にかけて進められたが中止された。
  アメリカ合衆国 スペースシャトル   1969年 1981年
4月12日 		退役 有人宇宙船。ロケットにより打ち上げ
  ソビエト連邦 エネルギア-ブラン   1960年代 1988年
11月15日 		退役 ロケットにより打ち上げ
  アメリカ合衆国 DC-3（英語版）   1960年代 中止
  イギリス HOTOL   1985年 中止 研究中止（1985年～1988年）
  アメリカ合衆国 X-30 NASP   1986年 中止 開発中止（1986年～1994年）
  ソビエト連邦 MAKS・スペースプレーン 1988年 中止
  ドイツ ゼンガーII   1988年 中止 将来型欧州宇宙輸送調査計画 (FESTIP) に移行（1988年～1994年）
  日本 スペースプレーン 1980年代 構想 2010年時点で研究レベル。実現はかなり先。[1]
  日本 HOPE 1990年代始め 中止 ロケットにより打ち上げ
  アメリカ合衆国 ベンチャースター   1996年 中止 垂直離陸水平着陸の単段式ロケットプレーン
  アメリカ合衆国 X-37   1996年 2010年
4月22日 		運用中 無人研究機。ロケットにより打ち上げ。アメリカ航空宇宙局が手を引いたため、2006年以降はアメリカ空軍専属プロジェクトとなる。
  インド Avatar   1998年 構想
  ロシア クリーペル   1990年代 中止 有人宇宙船。ロケットにより打ち上げ
  スケールド・コンポジッツ スペースシップワン   2003年
12月17日 		退役 有人弾道飛行。母機から空中発射するロケットプレーン
  シエラ・ネヴァダ・コーポレーション ドリームチェイサー   2004年 開発中 無人宇宙船。ロケットにより打ち上げ
  スペースシップ・カンパニー スペースシップツー   2006年 2013年
4月29日 		退役 有人弾道飛行。母機から空中発射するロケットプレーン
  中国 神竜（英語版） 2007年 開発中 無人研究機。ロケットにより打ち上げ[2]
 PDエアロスペース ペガサス 2009年 開発中 有人弾道飛行スペースプレーン
  リアクション・エンジンズ（英語版） スカイロン   2000年代 中止 エアブリージングエンジンを用いる単段式スペースプレーン
  オービタル・サイエンシズ プロメテウス 2010年 中止 有人宇宙船。ロケットにより打ち上げ
  アメリカ合衆国 XS-1 2013年 中止 無人弾道飛行。多段式ロケットの1段目をスペースプレーンに置き換える計画。
 SPACE WALKER 風神 2018年 開発中 無人弾道飛行スペースプレーン
  中国 再使用可能実験宇宙機 2020年
9月4日 		運用中 無人研究機。ロケットにより打ち上げ。
  スペースシップ・カンパニー スペースシップ III 2021年 中止 有人弾道飛行。母機から空中発射するロケットプレーン

JAXAのスペースプレーン

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旧NALは1980年代からスペースプレーンの研究を行っており、2003年のJAXAへの統合後も研究は続けられている。このスペースプレーンには2006年現在も特別な名称が無く、単に「スペースプレーン」と呼ばれている。アメリカのNASPに似た形状の想像図や、スペースシャトルのような宇宙船を背負った二段式の想像図が公開されている。 また、旧ISASで基礎研究が行われ、統合後も研究が続けられているATREXにおいても、応用例として2段式スペースプレーンの想像図を示している。

関連項目

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参考文献

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  1. ^ “第一部「国際宇宙ステーション『きぼう』が拓く有人宇宙開発」 で出された意見”. 第53回JAXAタウンミーティング in 宮崎. JAXA (2010年11月27日). 2012年6月8日閲覧。
  2. ^ “Shenlong Space Plane: China’s Answer To U.S. X-37B Drone?”. ハフポスト. (2017年12月6日). https://www.huffpost.com/entry/shenlong-space-plane-china_n_2110084 2019年10月21日閲覧。 
  • 松浦晋也『われらの有人宇宙船-日本独自の宇宙輸送システム「ふじ」-』裳華房、2003年。ISBN 4-7853-8758-0。 

外部リンク

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