とらえどころのないエアロスパイクエンジンがついに飛行準備完了か

70 年間の試行錯誤を経て、長年約束されていたノズル設計がついに実現したのでしょうか?

ドイツの V-2 ロケットであれ、NASA の伝説的なサターン V であれ、スペース X のファルコン ヘビーであれ、すべてのロケット エンジンには共通の特性があります。それは、排気ノズルが鐘のような形をしているということです。 このノズルの形状は非常に重要です。なぜなら、このノズルがなければ、ロケットは地球の重力から逃れることはおろか、発射台から飛び立つのに十分な推力を生み出すことができないからです。

しかし、古いやり方が常に最善の方法であるとは限りません。

少なくとも 1950 年代以来、ロケット技術者は、エアロスパイクとして知られる別のノズル設計が、人間を星に送るより効率的な方法ではないかと考えてきました。 このコンセプトが実際のロケットを推進したことはありませんが (ただし、NASA は 1990 年代に SR-71 の後ろにデモンストレーターを乗せて飛行しました)、エアロスパイクのアイデアは驚くほど回復力を持ち続けています。 最初の誕生から 70 年近くが経ち、近年、非常に多くの航空宇宙スタートアップ企業がエアロスパイクを復活させるというアイデアを検討してきました。 これらの企業の最新企業は新興企業のポラリスで、4月にスペースプレーンの実証機でリニアエアロスパイク（LAS）ロケットエンジンを使用する可能性を調査するドイツの軍事契約を獲得した。

では、特にベルノズルが有人宇宙飛行の歴史を通じてその価値を十二分に証明してきた後において、これらのエンジンはいったいなぜそれほど魅力的なのでしょうか? ロケット エンジンは、発射台からペイロードを持ち上げるのに空気圧を利用します。 海面では気圧によりロケット ノズルから出るガスが押され、ベル ノズルは基本的に特定の高度で効果的に機能するように設計されています (たとえば、スペースシャトル ロケットは発射台上よりも宇宙空間での方が効率的でした)。 しかし、もしロケットノズルが大気圏を脱出する際に何らかの形で気圧に調整できれば、より高いペイロードを持ち上げることができ、(単段式であることによって)ロケットの質量を減らすことができ、全体的により優れたエンジンとなるだろう。 それがエアロスパイクエンジンの約束です。

エアロスパイク エンジンは、ロケットから出る排気を制御するために、ベルの壁ではなく空気圧そのものに依存します。 これにより、エンジンはさまざまな空気圧に適応できるようになります。 トロイダルとリニアの 2 種類のエアロスパイク エンジンは (名前が示すように) 形状が異なりますが、基本的には同じように機能します。 NASA は、最終的に従来のベルノズルを選択する前に、スペースシャトル用のエアロスパイク エンジンを検討しました。 そして、ロッキード・マーチンは、エアロスパイク・エンジンを念頭に置いてスペースシャトルの後継機である X-33 スペースプレーンを設計しましたが、このプロジェクトは最終的に中止されました。

ポラリスの LAS エンジンは、スペースプレーンのデモンストレーション機で飛行し、エアロスパイク エンジンの推進力の利点をすべて提供すると同時に、平坦な形状のスペースプレーンによりよく適合する (つまり、離着陸時のテール ストライクを回避する) ことを期待しています。 さらに同社は、最近の 3D プリンティングの進歩により、エンジンの設計上の課題の一部、特に冷却方法などを克服できると考えています。

ポラリスが最終的にエアロスパイクを宇宙に飛ばすのか、それとも有人宇宙飛行に革命を起こす試みの単なる失敗に終わるのかは、時間が経てば分かるだろう。

ダレンはポートランドに住んでおり、猫を飼っています。SF や世界の仕組みについて執筆/編集しています。 よく探せば、Gizmodo and Paste で彼の以前の記事を見つけることができます。

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