カリスト

CALLISTOのアーキテクチャの概要

CALLISTO（段差打ち返し運用における打上げ機の革新に向けた協力的活動）は、日本製の小型40kN LOX - LH2ロケットエンジンを搭載した再使用型VTVL実証機[ 1 ]です。フランス（CNES）、ドイツ（DLR）、日本（JAXA）の各国宇宙機関 によって共同開発されています。

CALLISTO周辺の質量流のシミュレーション
CALLISTOの初期のイラスト
2025年パリ航空ショーにおけるCALLISTOの模型

CALLISTOの目標は、再使用型ロケットの製造と運用に必要な技術[ 2 ]を成熟させ、実証することであると同時に、そのようなロケットの運用コストをより適切に評価することである。初飛行は当初2020年後半に予定されていたが、その後、複数回延期され[ 3 ] [ 4 ]、 2027年まで延期された。 [ 5 ]プログラム終了後、CALLISTOを通じて得られた経験と技術は、欧州の再使用型ロケットアリアン・ネクストの開発など、進行中および将来の宇宙計画に活用される。[ 6 ]

CALLISTOは、 ESAが開発中の類似プロジェクトであるThemisや、DLRが開発した有翼再使用ロケット第一段の実証機である再使用飛行実験（ReFEx）とは異なる。[ 7 ]

背景

CALLISTOの主な焦点は、飛行間の機体の保守、修理、オーバーホールを評価することであり、6ヶ月以内に少なくとも8回の打ち上げが可能であることが期待されている。[ 8 ]また、1.3G以上の無重力加速度で少なくとも1回の着陸を達成すること、低動圧下での大規模かつ迅速な機動、ブーストバック機動と無動力空力機動を含む垂直着陸を実証することを目指している。このようなすべての運用に関わる経済性も厳密に評価される。[ 8 ]既存のアリアン計画と比較すると、CALLISTOは比較的厳しい取り組みであると評されており、アリアンに割り当てられた予算の1～2%で運用されている。[ 9 ]

プロジェクトの様々な側面はパートナー機関間で分担されている。CNESは過酸化水素スラスタ、テレメトリ、中和システム、地上セグメントを担当し、機器室の最終組立も行う。DLRはフェアリング、ナビゲーション、フィン、機器室構造、水素タンク、着陸システムを担当し、最後にJAXAは酸素タンク、後部ベイ構造、電源、推進装置を担当する。3つの組織すべてが、搭載コンピュータと飛行ソフトウェアの開発に取り組む。[ 8 ]ベガ使い捨て打上げシステムやスペースライダー揚力体宇宙機など、複数の既存プログラムから経験と技術が活用されている。[ 8 ]

発射施設

飛行試験プログラムは、ギアナ宇宙センターに新設された商業打ち上げ施設で全面的に実施される予定であるが、陸上と海上の代替着陸地点（後者ははしけ船を使用）の利用も検討されている。[ 8 ] 2025年1月時点で、CALLISTOをその打ち上げ施設に収容するために必要なインフラの建設作業は、2025年後半に開始される予定であった。[ 10 ]

スケジュール

2018年のプロジェクトのスケジュールでは、ロケットの初飛行は2020年後半に行われ、飛行試験は2021年末までに完了する予定でした。[ 8 ] [ 9 ] 2019年半ばまでに、飛行試験は2022年に開始される予定でした。[ 2 ]これは後に2025年から2026年のタイムフレームに更新され、 [ 3 ] 2025年時点で、最初のテスト飛行は2026年にギアナ宇宙センターから開始される予定です。 [ 4 ]

歴史

発達

2010年代には、官民問わず様々な航空宇宙企業が、宇宙活動のコスト削減策として、再利用性、特に垂直離着陸（VTVL）ロケットの要素にますます関心を寄せるようになった。 [ 9 ] SpaceXなどの企業がこの分野で独自の進歩を示し、ロシア、中国、ヨーロッパの機関が独自の再使用ロケットプロジェクトを発表するに至った。 2010年代半ばまでに、汎ヨーロッパ型のアリアン6ロケットの開発が順調に進み、再使用エンジンが組み込まれていた。しかし、フランスとドイツの一部の関係者は、再利用性をより重視する必要があり、将来のロケットは当時進行中のものを超える必要があると感じていた。これを受けて、両国は、再利用性分野における関連技術の調査、実証、成熟を目的とした試験ロケット、CALLISTOとして具体化する暫定的な研究活動に協力し始めた。[ 9 ]

2015年にプロジェクトが開始された当初、CALLISTOは欧州宇宙機関（ESA）が主導していたわけではなく、当初はCNESとDLRの単独共同プロジェクトでした。[ 8 ] 2017年6月、JAXAはCALLISTOパートナーシップへの参加を決定しました。この頃、日本がロケットのエンジンを提供することが合意されました。このエンジンは、JAXAが再使用型観測ロケットプログラム用に開発した40 kNの再点火可能なLOx/LH2エンジンです。このエンジンは、推力を15%増加させ、16 kNから46 kNのスロットリング範囲を提供するように改造され、着陸段階での機体の適切な制御が可能になります。[ 8 ]

2019年後半に行われたプロジェクトの予備設計審査を経て、[ 3 ]機体の構成が凍結された。高さ13.5メートル、直径1.1メートルのCALLISTOは比較的コンパクトなロケットであり、最終製品というよりは実証機としての役割を担っていることがその特徴となっている。[ 9 ]乾燥質量は1,520kg、離陸質量は3,600kgとなる。飛行制御システムには、合計4枚の展開フィン、エンジンをジンバル制御する2つの電気機械アクチュエータ、8つの過酸化水素スラスタなどが組み込まれている。[ 8 ]着陸フェーズで使用するために4本の展開式着陸脚を備えている。[ 8 ] 2021年、CALLISTOはシステム設計キーポイントを通過し、予備システム設計審査の定義が確認された。[ 8 ]

工事

2024年9月、DLRはブレーメンでCALLISTOのフェアリングの認定モデルの試験を開始しました。[ 11 ] 2025年3月、Vehicle Equipment Bay（VEB）とフェアリングモジュールがブレーメンとシュトゥットガルトからトゥールーズに輸送されました。その後、DLRとCNESは、実証機の電子機器の多くを収容するVEBの音響試験を開始しました。[ 10 ] 2025年4月、DLRはロケットの「トップブロック」（VEB+フェアリング）の認定キャンペーンを完了しました。これには、機体の航空電子機器、テレメトリ、通信、飛行制御システムが含まれます。[ 4 ] 2025年7月、DLRはロケットの着陸脚用の再利用可能な熱保護システムの最初のコンポーネントの製造を完了し、[ 12 ] 2025年10月には、CALLISTOの着陸脚の認定モデルが試験のためにブレーメンのDLR宇宙システム研究所に納入されました。[ 13 ] 2025年12月には、テクニップ・エネルギーズ（T.EN）が開発したCALLISTO用の地上支援ロボットの工場受入試験がフランスのル・カステレ空港で実施されました。[ 14 ]

参照

参考文献

  1. ^ Dumont, E; Ecker, T; Chavagnac, C; Witte, L; Windelberg, J; Klevanski, J; Giagkozoglou, S (2018) 「CALLISTO - 再利用可能VTVLランチャー第一段デモンストレーター」（PDF）、Space Propulsion Conference 2018、セビリア、スペイン。
  2. ^ a b Dumont, E; Ishimoto, S; Tatiossian, P (2019年6月)、「CALLISTO：再使用型ロケットの主要技術実証機」、第32回ISTS、福井、日本。、19 (1): 106、Bibcode : 2021JSAST..19..106D、doi : 10.2322/tastj.19.106、S2CID 209770790 
  3. ^ a b c「カリスト」。CNES。 2024 年 6 月。2024 年8 月 1 日に取得。
  4. ^ a b cパーソンソン、アンドリュー (2025年4月30日). 「DLR、カリストロケットの主要要素の認定を完了」 .欧州宇宙飛行. 2025年4月30日閲覧。
  5. ^パーソンソン、アンドリュー (2025年9月16日). 「CNESの発表で、Callisto初飛行試験が2027年に延期されたことが明らかに」 . European Spaceflight . 2025年9月17日閲覧。
  6. ^ Patureau de Mirand, Antoine (2019年7月). Ariane Next: 再利用可能で費用対効果の高い欧州ロケットのビジョン(PDF) . 第8回欧州航空宇宙科学会議. doi : 10.13009/EUCASS2019-949 . 2021年8月18日閲覧。
  7. ^パーソンソン、アンドリュー (2024年11月2日). 「DLR再使用型飛行実験の打ち上げが2026年後半に延期」欧州宇宙飛行. 2025年3月19日閲覧。
  8. ^ a b c d e f g h i j kパーソンソン、アンドリュー (2023年1月23日). 「CALLISTOについて知っておくべきことすべて」 . europeanspaceflight.substack.com. 2023年12月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  9. ^ a b c d eトンプソン、エイブリー（2018年1月8日）「ヨーロッパは独自の再利用可能ロケットを建造中」『ポピュラーメカニクス』 。
  10. ^ a bパーソンソン、アンドリュー (2025年3月10日). 「カリスト再使用ロケット実証機の主要コンポーネントのテストが進行中」 .欧州宇宙飛行. 2025年3月14日閲覧。
  11. ^パーソンソン、アンドリュー (2024年9月20日). 「DLR、カリスト再使用型ブースター実証機のフェアリング試験を開始」 .欧州宇宙飛行. 2025年3月14日閲覧。
  12. ^パーソンソン、アンドリュー (2025年8月6日). 「DLR、カリスト実証機の着陸脚の主要コンポーネントを完成」欧州宇宙飛行. 2025年8月7日閲覧。
  13. ^パーソンソン、アンドリュー (2025年10月13日). 「DLR、カリスト着陸脚プロトタイプを試験用に納入」 .欧州宇宙飛行. 2025年10月14日閲覧。
  14. ^パーソンソン、アンドリュー (2025年12月16日). 「Callisto地上支援ロボット、出荷準備完了」 .欧州宇宙飛行. 2025年12月18日閲覧。
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