X賞の裏側

人類の歴史には、チャンスを掴み、命をかけて未知の深海に飛び込んだ探検家たちの物語が溢れています。彼らの努力と野心のおかげで、私たちは今、地球上で最も神秘的な場所、つまり最も深い熱帯雨林、最も暗い洞窟、最も高い山々、そして空そのものにさえアクセスできるようになったようです。さて、私たちの絶え間ない探求の欲求は、さらに別のフロンティアである宇宙によって満たされなければなりません。

しかし、開拓者たちがリュックを背負い、良いウォーキングシューズを履くだけで、自由に栄光や金メダルを目指して出発できた西部開拓時代とは異なり、この新境地を開拓するにはかなり多くの資金が必要となるため、アンサリ X プライズまでは、エリート政府機関に限定されていました。

この記事では、2004 年 10 月 4 日にSpaceShipOne が1,000 万ドルの賞金を獲得した「宇宙への新たな競争」の起源と要件について説明します。すべて政府の資金、ロケット部品、閣僚級の特別な資金は一切使われていませんでした。民間宇宙飛行の位置。また、レースに参加する他のチームやテクノロジーについても説明し、このコンテストが宇宙旅行の将来にとって何を意味するかについても説明します。

アンサリ X プライズとは何ですか?

では、アンサリ X プライズとは何でしょうか?簡単に言えば、これは次のことを行う最初の登録チームに1,000 万ドルの賞金が約束されたコンテストです。

この偉業は 2005 年 1 月 1 日までに完了する必要があったため、SpaceShipOne は十分な余裕をもって賞を獲得しました。優勝者には現金財布に加えて、身長 5 フィート (152 cm)、重さ 200 ポンド (90.7 kg) のブロンズ トロフィーが贈られました。 （デザインについてはこちらをご覧ください。）

どの政府からも財政援助は受け入れられません。これは、政府補助金、政府補助金、NASA 船、NASA 部品がないことを意味します。しかし、民間の寄付者が不足することはなかった。著名な寄稿者のリストには、マイクロソフトの共同創設者ポール・アレン氏（スケールド・コンポジット社のスペースシップワン）、元宇宙旅行者で億万長者のデニス・ティト氏、チャールズ・リンドバーグ氏の孫エリック・リンドバーグ氏、元宇宙飛行士で米国上院議員のジョン・グレン氏、作家のトム・クランシー氏、俳優のトム氏などが含まれる。ハンクス。

世界各国の人々が X 賞を目指して競い合い、7 か国から 20 チーム以上が登録されました。出場者は、提案された車両とミッションの詳細な説明とともに 1,000 ドルの登録料を提出する必要があり、また、上記の規則と仕様に従うことに同意する必要がありました (必要な特定の書類については、「 」を参照してください)。

規制上の障害

X プライズの公式出場者として登録し、それに続く宇宙船の計画と建造のすべての課題を経て、打ち上げの準備ができたチームは、打ち上げライセンスというさらに別の障害に直面しました。ほとんどの国では、あらゆる乗り物を空に飛ばすにはライセンスが必要であり、何かを宇宙に打ち上げて戻ってくるには、間違いなくその範疇に該当します。米国では、連邦航空局 (FAA) が実験用航空機証明書と宇宙打上げライセンスを要求しています。申請フォームは非常に単純ですが、その後のプロセスは簡単ではありません。FAA の申請者チェックリストは 4 つのフェーズに分かれており、FAA 職員との頻繁な会議とプロジェクトの進捗状況の定期的な検査が含まれます。

心に留めておくべきもう 1 つのこと: FAA によると、準軌道ロケットを自宅の裏庭で単純に製造して発射することはできません。打ち上げは、特定の政府資金および民間資金によるサイトでのみ許可されます ( を参照)。ただし、X プライズのルールによれば、すべてのチーム (他国のチームを含む) に公開されていない限り、チームは政府のサイトを使用することはできませんでした。

米国でこれまでに授与された準軌道有人ロケット発射ライセンスは2件のみで、いずれも過去6か月以内のものである。 X プライズ財団の設立に必要な 60 日前の通知に、FAA の承認を得るのにかかる時間を加えると、時間が非常に重要でした。

そのため、多くのチームは宇宙船の開発をかなり進めてきましたが、2005 年 1 月 1 日の期限までに打ち上げの準備を整えることができませんでした。しかし、彼らのアイデアと技術革新は生き続けます。次のセクションでは、アンサリ X プライズに参加したチームのいくつかを見ていきます。

チーム: 飛行の成功

アンサリ X プライズには、ロシア、カナダ、ルーマニア、イスラエル、イングランド、アルゼンチン、米国などさまざまな国からチームが集まりました。大手航空宇宙企業が参加に飛びつくだろうという予想に反して、チームの会社の多くはコンテストの発表後に設立され、チームはその創設者で構成されることが多かった。 Scaled Composites の SpaceShipOne が賞を受賞したとき、20 チーム以上が登録されました。ほとんどは宇宙船の設計を完了するか建造することしかできなかったが、いくつかは実証用ロケットによる試験飛行を行った。成功したものもあれば、あまり成功しなかったものもある。成功したものの詳細は次のとおりです。

勝者: Scaled Composites LLC

カリフォルニア州モハベ

車両: SpaceShipOne 、艦載機ホワイトナイトから空中に発射された 16.4 フィート (約 5 メートル) のロケット

チームリーダー: バート・ルータン

Webサイト：

SpaceShipOne とそのフライトの詳細については、 「SpaceShipOne の仕組み」を参照してください。

GoldenPalace.com 宇宙プログラム

ダヴィンチプロジェクト

トロント、オンタリオ州、カナダ

車両: Wild Fire 、巨大なヘリウム風船から空中に発射される 16 フィート (約 9 メートル) のロケット

チームリーダー: ブライアン・フィーニー

Webサイト：

高地研究株式会社 (HARC)

アラバマ州ハンツビル

車両: リベレーター、外航船から垂直に発射される高さ 40 フィート (約 12 メートル) のロケット

チームリーダー: ティム・ピケンズ

Webサイト：

ルーマニア航空宇宙協会 (ARCA)

ルーマニア航空宇宙協会 (ARCA)

ラムニク・ヴァルチャ、ルーマニア

車両: Orizont 、地上から垂直に発射される 55.7 フィート (17 メートル) のロケット

チームリーダー: ドゥミトル・ポペスク

Webサイト：

チーム: 失敗したフライト

宇宙輸送株式会社

ワシントン州フォークス

車両: ルビコン、可動プラットフォームから発射される 22 フィート (約 6.7 メートル)、7 発エンジンのロケット

チームリーダー: Phillip Storm と Eric Meier (共同創設者)

Webサイト：

見る 。

アルマジロ エアロスペース

テキサス州メスキート

車両: Black Armadillo 、地面から垂直に発射される 24 フィート (約 7 メートル) のロケット

チーム リーダー: ジョン カーマック、人気の一人称視点シューティング ビデオ ゲーム (1992 年)、(1993 年)、(1996 年) の作成者

Webサイト：

見る 。

ちょっとしたロケット科学

X PRIZE チームが直面した課題と、それを克服するために考案した個々のソリューションを理解するには、基本的なロケット科学をブラッシュアップする必要があるかもしれません。 (ロケット科学のさらに詳細なコースを受講したい場合は、 「ロケット エンジンのしくみ」を必ずチェックしてください。)

宇宙限定ロケットを作成するときは、主に次の 2 つのことについて知っておく必要があります。

これら 2 つの基本要素は、ゴルフ ボールのような単純なものに影響を与えるのと同じように、複雑なアンサリ X プライズ宇宙船に影響を与えます。ゴルファーがスイングするとき、ゴルフクラブは推進装置として機能し、ゴルフボールを空中に高く押し上げ、スイング方向に飛びます。横から打たれるため、長く広い弧を描いて地面に戻ります。もしボールを下から打つことができれば、ボールはまっすぐ上に飛んでいくでしょう。これはゴルファーにとっては意味がありませんが、ロケット科学者にとっては素晴らしいことです。

ロケットや宇宙船を準軌道に推進する従来の方法は、機体の真下で推進システムを起動して機体を真っ直ぐに押し上げることです。バーンアウト（燃料がすべて使い果たされる点）に達すると、ロケットは短時間上昇を続けます。推進剤の不足により速度が低下すると、弧を描き始めます。これが遠地点として知られる最高点 (または高度) に達します。その後、下降を開始し、円弧を描きながら直線で地表に戻ります。衝突時のロケットの破壊を防ぐために、多くのロケットには落下を遅らせるパラシュートが装備されています。

在宅ロケット推進者向けのリソースが豊富にあります。エンジンを備えた日曜大工の初心者用ロケット キットは、全米のホビー ストアで最低 5 ドルから最高 150 ドルで購入できます。本格的な趣味やロケット科学の卵の場合は、商用ジェット機と同じくらいの高さ、30,000 フィート (9,144 メートル) 以上を飛行できる高性能バージョンを購入できます。賢明な方への一言: これらおよび H クラス ロケットの使用には理由があって承認が必要です。これらの打ち上げは危険を伴う可能性があります。承認も必要になる場合があります。

次のセクションでは、X プライズ コンテストで使用されるテクノロジーの一部を説明し、上位チームの飛行計画を詳しく見ていきます。

「新宇宙競争」の戦術

宇宙船のデザインはチームの起源と同じくらい多様で、確立された技術だけでなく革新的な技術も利用されています。

伝統的な戦術

いくつかのチームは、1940 年代にはすでに開発された技術をサブオービタル ロケットに基づいて開発し、「古いけど便利」という方針を採用しました。模倣するのに人気のデザインは、敵の航空機に探知され破壊されないように地面から地球の成層圏に垂直に発射された第二次世界大戦のロケット、つまり世界初の誘導弾道ミサイルでした。などの宇宙船にこのモデルを選択したチームは、コンテストの要件を満たすためにいくつかの深刻な調整を強いられました。主に、ロケットは 3 人を乗せられる十分な大きさでなければならず、ロケットが接触したときに乗客が爆発してはなりませんでした。下がってください。これに取り組むために、一部のチームはロケットと打ち上げロケットを分割し、打ち上げを2 段階の作業に変更しました。最初の段階では地上からの打ち上げが行われ、機体はメインロケットエンジンによって推進されました。第 2 段階では、宇宙船のキャビンが底部から切り離され、独自のエンジンによって準軌道に推進されました。カナディアン アローの場合、着陸を容易にするために 2 つの部分にパラシュートが装備されていました。

高い野心

コンテストで最も成功したチームは、少し異なるアプローチをとりました。地表からの打ち上げは高高度からの打ち上げよりも2倍難しいという理論的根拠を使用して、スケールド・コンポジット社とダ・ヴィンチ・プロジェクトは、それぞれ艦載機と巨大なヘリウム気球のスカイケアから実際に打ち上げる宇宙船を開発した。これらの高高度での打ち上げでは、ロケットが副軌道に到達するまでの移動距離が短く、空気が薄いため抵抗が少ないため、必要なロケット燃料の量が削減されます（重量とコストを抑えるための主要な要素）。地球の表面。スケールド・コンポジット社のスペースシップワンは、約45,000フィート（約13,700メートル）で艦載機ホワイトナイトから放出され、準軌道まで上昇し、エンジンを停止して無重力状態で地球を3分間眺めた後、地球に落下した。 、空気力学的な抗力を生み出すことで飛行速度を低下させます (飛行の詳細については、 「SpaceShipOne の仕組み」を参照してください)。

ダ ヴィンチ プロジェクトでは少し異なるアプローチが使用され、高度 80,000 フィート (約 24,400 メートル) に到達するまで再利用可能なヘリウム気球で宇宙船をぶら下げ、その時点でエンジンが点火されました。ロケットを真上に推進すると気球が破壊される（入場失格）ため、GPS 誘導船は最初に75 度の角度で発射して気球を追い出し、次に 90 度の軌道に変更して海底まで真っ直ぐ上昇しました。軌道。その後、キャビンは下部から分離し、3分間の無重力状態と畏敬の念を抱かせる景色を眺めた後、両方の部分でパラシュートを使用して落下を防ぎながら急降下して地球に戻りました。

革新的な取り組み

よりユニークな設計の中には、飛行試験段階に至らなかったものもありますが、確かに努力に対して「E」に値します。オレゴン州ポートランドの彼は、直径 100 フィート (約 30.5 メートル) の「極超音速ウェーブライダー航空宇宙船」、つまり空飛ぶ円盤を作成するというインスピレーションを受けたアイデアを思いつきました。理論的には、この船 (スペースツーリストと呼ばれる) は、上面に沿って吸引力を生み出すことで滑走路から時速 60 マイル (約 97 キロ) で水平に離陸し、船の排気口から空気を押し出すことで推進力と操舵力を生み出します。 。

次のセクションでは、今後の展開と、アンサリ X プライズの出場者の努力から何が起こると予想されるかについて説明します。

宇宙旅行

では、このロケット科学は一般の人にとって何を意味するのでしょうか?まず第一に、これは、私たちが今頃運転していると考えていた空飛ぶ自動車を目にする前に、宇宙旅行が広く利用できる可能性があることを意味します。

X プライズ出場者の開発と努力により、このような冒険のスケジュールは短縮され、コストも削減される可能性があります。 Xプライズの創設者ディアマンディス氏が引用した市場調査によると、1万人ものアメリカ人が準軌道宇宙船に乗る機会のために最大10万ドルを支払う意思があるという。もちろん問題は、その料金が現実的かどうかである。 1つはコストと利益をカバーするためです。 X PRIZEの会長兼最高経営責任者（CEO）は、宇宙旅行の近い将来を、人々がフリーランスのパイロットに群がり、同乗料金を支払った1920年代の「バーンストーミング」と同一視している。ディアマンディス氏によると、X プライズ コンテストは、民営化された宇宙飛行産業の発展における 3 つの段階のうちの最初のものです。

宇宙観光に加えて、アンサリ X プライズの車両は、安価な衛星打ち上げ、より迅速なポイントツーポイントの乗客旅行、および同日の国際郵便配達を提供すると予想されています。空はまさに限界です。