マステン宇宙システムズ

マステン宇宙システムズ
会社の種類プライベート
業界航空宇宙および防衛
設立2004
廃止2022 （2022年）
運命アストロボティックに買収
本部モハベ、カリフォルニア州、アメリカ合衆国
主要人物
ショーン・マホニー CEOデビッド・マステン CTO 兼 会長ルーベン・ガルシア ランディングシステムズ エグゼクティブマネージャーマシュー・クーンズ チーフエンジニア
製品弾道宇宙船宇宙システムスロットル式ロケットエンジンロケット推進ハードウェア再使用型打ち上げ機
サービスロケット推進設計と解析宇宙ハードウェアテストコンセプトのデモンストレーション垂直着陸ソフトウェア
従業員数
84（2020年）
Webサイトmasten .aero
脚注/参考文献同社のスローガンは「We Fly」である。
2009 年 10 月 30 日、モハーベでの Lunar Lander Challenge で優勝した着陸時の XA0.1E「Xoie」ロケット。
2009 年 9 月 11 日の XA0.1B「Xombie」着陸機の係留飛行試験。

マステン・スペース・システムズは、カリフォルニア州モハーベ（旧サンタクララ）に拠点を置く航空宇宙製造の新興企業であり、当初は無人研究用準軌道宇宙飛行用として、最終的にはロボット軌道宇宙飛行打ち上げをサポートすることを目指して、垂直離陸垂直着陸（VTVL）ロケットのシリーズを開発していた。

2020年、NASAはマステン・スペース・エンジニアリングに月着陸船ミッションの契約を授与した。NASAは、NASAと他の顧客のペイロードを月の南極に運ぶXL-1と呼ばれる着陸船の製造と打ち上げに対し、マステン・スペース・エンジニアリングに7,590万ドルを支払うことになっていた。マステン・ミッション1はマステン・スペース・エンジニアリングにとって初の宇宙飛行となるはずだった。打ち上げは2023年11月に予定されていた。[ 1 ]

同社は2022年7月に連邦破産法第11章の適用を申請し[ 2 ]、その後2022年9月にアストロボティック・テクノロジーに買収された[ 3 ]。同社のウェブURL「masten.aero」は現在もアクティブであり、「アストロボティックの推進および試験部門」として事業を継続している。

概要

Masten Space Systems は、カリフォルニア州モハベに拠点を置くロケット会社で、再利用可能な VTVL 宇宙船と関連するロケット推進ハードウェアのシリーズを開発していました。

マステン・スペース・システムズは、2009年にNASAとノースロップ・グラマンが主催する月着陸船チャレンジX賞に出場し、レベル1で2位の賞金15万ドル[ 4 ] [ 5 ]、レベル2で1位の賞金100万ドル[6]を獲得した。[ 7 ] 2009年11月2日、マステン・スペース・システムズがレベル2部門で1位を獲得し、アルマジロ・エアロスペースが2位になったことが発表された。[ 8 ] [ 9 ]

マステン・スペース・システムズは、2014年4月30日にNASAのLunar CATALYSTイニシアチブに選定されました。 [ 10 ]

2018年11月29日、マステン宇宙飛行士はNASAの商業月面ペイロードサービス（CLPS）プログラムへの入札に受理された。マステン宇宙飛行士はNASAに対し、科学的なペイロードを月面に運ぶXL-1と呼ばれる月着陸船を開発することを提案した。NASAはこの提案を受理し、CLPSプログラムの一環として開発の是非を問う評価を受けた。NASAはその後、CLPSへの入札資格を持つ様々な企業から提出された入札の中から、最終的に開発資金を提供する企業を選定することになった。[ 11 ]

2020年4月8日、NASAがMSSのCLPS入札を開発対象として選定したことが発表されました。NASAはMSSに対し、XL-1月着陸船の製造、打ち上げ、着陸、運用に関する7,590万ドルの契約を授与しました。この着陸船は、NASAや他の顧客から提供されたペイロードを月の南極まで運ぶことになります。最初のXL-1着陸船であるMSSミッション1は、2023年11月に打ち上げられる予定でした。[ 1 ]

マステン・スペース・システムズは2022年7月28日に連邦破産法第11章の適用を申請した。 [ 2 ]同社の資産は2022年9月8日にアストロボティック・テクノロジーによって450万ドルで買収され、同社は引き続き同社の試験機の運用を行っている。[ 3 ] [ 12 ]

ゾンビ

2009年10月7日、マステン社のゾンビ（モデルXA-0.1B）は、月着陸船チャレンジのレベル1競技で平均着陸精度16センチメートル（6.3インチ）を記録し、15万ドルの2等賞を獲得した。[ 5 ]

これら2機の機体の主な目的は、マステン社内で開発されたGN&Cシステムを用いて、安定した制御飛行を実証することだった。XA-0.1Bは当初、推力1,000ポンド力（4 kN）のエンジン4基を搭載していたが、2009年春に推力750ポンド力（3 kN）のエンジン1基に改造された。[ 13 ] 2009年10月までに、再生冷却式イソプロピルアルコールと液体酸素ロケットエンジンは約900ポンド力（4 kN）で稼働していた。[ 14 ]

XA-0.1B、「ゾンビ」の愛称で呼ばれるこのロケットは、2009年9月19日に初めてテザーから独立して飛行し、[ 15 ] 2009年10月7日に月着陸船チャレンジレベル1の2等賞15万ドルを獲得した。[ 16 ]

2016年10月、NASAは、火星2020ミッションの着陸に向けて、自律降下・上昇動力飛行テストベッド（ADAPT）実験技術の一部として、着陸視覚システム（LVS）をXombieでテストしたと報告した。[ 17 ] MastenがXombieの空中再点火と垂直着陸に成功したことを受けて、SpaceXはファルコン9ブースターでの使用に向けてこの技術の評価を開始した。[ 18 ]

2017年3月7日現在、ゾンビは224回飛行している。[ 19 ]

ゾイエ

2009年10月30日、マステン社のXoie（モデルXA-0.1E）が月着陸船チャレンジのレベル2で賞金100万ドルを獲得した。往復飛行の2回の着陸では平均精度約7.5インチ（190 mm）を記録し、アルマジロ・エアロスペース社をわずか24インチ（610 mm）強の着陸精度で破った。[ 7 ] [ 20 ]

Xoieはアルミ製のフレームと、約1,000ポンド（4 kN）の推力を生み出す、マステン社製の750ポンド（3 kN）推力エンジンの派生型を搭載していた。「Xoie」という愛称で呼ばれたこの宇宙船は、2009年10月30日に月着陸チャレンジのレベル2に出場資格を得た。[ 21 ]

ザエロ

Xaero再使用型ロケットは、2010年から2011年にかけてマステン・スペース・エンジニアリング社が開発していた垂直離着陸型（VTVL）[22]ロケットである。NASAのフライト・オポチュニティ・プログラム（当初は商業再使用型弾道研究/CRuSRプログラムとして知られていた）の研究ペイロードを運ぶための弾道再使用型ロケット（sRLV）としてNASAに提案され、5～6分間の初期飛行で高度30キロメートル（19マイル）まで上昇し、10キログラム（22ポンド）の研究ペイロードを積載する予定であった。[ 22 ] Xaeroは、イソプロピルアルコールと液体酸素を燃料とする1,150ポンド力（5.1 kN）のCyclops-AL-3ロケットエンジンによって推進された。[ 23 ] [ 24 ]

最初のXaero試験機は110回の試験飛行を行った後、111回目の飛行で破壊された。2012年9月11日の記録的な飛行[ 25 ]では、降下中にエンジンバルブが開いたままになり、これが制御システムによって感知された。設計通り、飛行終了システムが作動し、機体は航続距離の安全上の問題を引き起こす前に破壊された。[ 26 ]最後の試験飛行は、より高い風荷重と高度での機体の試験を目的としており、高度1キロメートルまで飛行しながら、より高い上昇および下降速度での飛行制御を試験し、その後、正確な着陸地点に戻った。上昇および降下の初期部分は正常であったが、スロットルバルブが詰まったため、計画されていた精密着陸の前に飛行が終了してしまった。[ 25 ]

ザエロB

Xaero-BはXaeroの後継機で、エンジンを常時オンにしたまま高度6キロメートル（3.7マイル）に到達する能力を持っていた。Xaero-Bの高さはXaeroの高さ12フィートに対して15〜16フィートであった。Xaero-Bはホットファイアテストとテスト飛行を行った。[ 27 ] [ 28 ] Xaero-Bは、20キロメートル（12マイル）から30キロメートル（19マイル）の初期高度までの研究飛行の大半に使用された。[ 29 ]この機体は、2017年4月のテスト飛行で損傷したため、現在は退役している。75回飛行した。[ 30 ]

ゾディアック

Xodiacは2016年に導入されたVTVLロケットである。[ 27 ] [ 31 ] [ 32 ]加圧供給式のLOX / IPA推進剤と再生冷却エンジンを搭載し、月面着陸や火星着陸を模擬飛行することができた。[ 33 ] Xodiacがタフトストリングの飛行中の気流試験を行うビデオ。[ 34 ] Xodiacは2025年5月28日、176回目の飛行中に飛行中の異常により失われた。[ 35 ]

ショグドル

Xogdorは、Mastenが2023年に導入を計画していたVTVL機体である。Mastenで開発された6番目のVTVLテストベッドとして、XogdorはXodiacで行われた作業を改良し、最高時速447マイル（719 km/h）での降下および着陸技術をテストする予定であった。[ 36 ]

ゼウス

Xeus（ゼウス、発音はゼウス）は、垂直着陸・垂直離陸方式の月面着陸実証機であった。Xeusは、ユナイテッド・ローンチ・アライアンス社製のセントール上段ロケットとRL-10主エンジン、そして4基のカタナ垂直スラスタから構成されていた。量産型のXeusは、使い捨て型では最大14トン（後に10トンに修正）のペイロード、再使用型では最大5トンのペイロードを月面に着陸させることが可能と推定された。[ 37 ]

実証機ゼウスに搭載されたセントールロケットは損傷を受け、地球への飛行に限定されました。量産型は製造上の欠陥がなく、宇宙運用の認証を取得する必要がありました。有人着陸も必要だったかもしれません。セントールロケットの供給元であるユナイテッド・ローンチ・アライアンスは、ゼウスを「実験用強化上段ロケット（eXperimental Enhanced Upper Stage ） 」の略称と呼んでいました。提案された設計の詳細は、「実験用強化上段ロケット（XEUS）：手頃な価格の大型着陸システム」という論文に記載されています。[ 38 ]

Xeus着陸船に使用されたKatanaエンジンは、水平着陸時に3,500ポンド（16 kN）の力を生み出すと予想されました。[ 39 ] 2012年12月、Mastenは全アルミニウム製の2,800ポンド（12 kN）の再生冷却エンジンKA6Aを披露しました。[ 40 ]

このビデオの講演では、XEUSが発表され、XEUSの搭載物として2人の宇宙飛行士を乗せたNASAの宇宙探査車両ローバーも紹介されました。 [ 37 ]

2014年4月30日、NASAは、Masten Space SystemsがLunar CATALYSTイニシアチブに選ばれた3社のうちの1社であると発表した。[ 10 ] NASAは2014年9月にMastenと無資金の宇宙法協定（SAA）を締結した。SAAは2017年8月まで有効で、22のマイルストーンがあり、「商業月面着陸船を可能にするハードウェアとソフトウェアのエンドツーエンドの実証」を求めている。[ 41 ]

2015年12月、ユナイテッド・ローンチ・アライアンス（ULA）は、XEUSの本体をセントール上段ロケットから開発中の先進極低温進化型段ロケット（ACES）にアップグレードし、ペイロードを大幅に増加させる計画を立てていた。 [ 42 ] [ 43 ]マステン・スペースは、XLファミリーの貨物着陸機の開発経験をXEUSファミリーの着陸機に取り入れるつもりだった。[ 44 ]

2016年8月、ULAの社長兼CEOは、ULAはヴァルカンとACESの両方を人間に適合させるつもりであると述べた。 [ 45 ]

XL-1

XL -1は、MSSがLunar CATALYSTプログラム（SAAM ID 18250）の一環として開発していた小型貨物月面着陸機である。 [ 10 ] [ 46 ] MXP-351エンジンを搭載したXL-1は、100キログラム（220ポンド）のペイロードを月面に着陸させるように設計された。[ 47 ]

2017年8月時点で、マステン・スペースはXL-1にはXL-1Tで試作されていた4基のメインエンジンが搭載され、重量は約2,400キログラム（5,300ポンド）になると予想していた。[ 48 ] [ 44 ]

2016年10月11日、マステン・スペースは、社内でMXP-351と呼ばれる新しい二液推進剤の組み合わせの試験発射の様子を映した動画をツイートした。この試験では、既存のエンジンと実験的なインジェクター（最初の「マチェーテ」）を使用し、225ポンド力（1.00 kN）の推力を生み出した。MXP-351を使用して月面着陸を行う3Dプリント再生月面エンジンの開発は継続されていた。2017年3月時点では、XL-1Tと呼ばれる着陸機の地上試験台向けに、1,000ポンド力（4.4 kN）の推力を持つマチェーテ版が製造されていた。[ 47 ] [ 49 ] [ 50 ] [ 51 ]

2017年10月、NASAはLunar CATALYST契約を2年間延長した。[ 52 ]

2018年11月29日、MSSがNASAの商業月面ペイロードサービス（CLPS）契約に入札する資格があると発表された。[ 11 ] NASAがこの提案を承認し建造した場合、月面着陸は2021年以降となる。[ 53 ]

2020年4月8日、NASAは2022年にXL-1着陸船で月の南極に8つのペイロード（科学技術機器9つを含む）を運ぶため、MSSを選定した。MSSはペイロードの運用も担当し、2024年に始まる月面有人探査の基盤構築に貢献する。月面の組成の評価、精密着陸技術の試験、月の放射線評価を行う機器を含むペイロードは、NASAのアルテミス計画の一環として、商業月面ペイロードサービス（CLPS）イニシアチブの下で運ばれていた。7,590万ドルの契約には、ペイロードの統合、地球からの打ち上げ、月面への着陸、少なくとも12日間の運用など、機器の配送に関するエンドツーエンドのサービスが含まれていた。これらのペイロードは主に、最近行われたNASA提供の月面ペイロード（NPLP）と月面機器・技術ペイロード（LSITP）の2つの募集を通じて開発された。[ 54 ]

2020年8月26日、マステン宇宙センターはXL-1ミッションの最初の1つであるマステン・ミッション・ワンをスペースXが打ち上げると発表したが、その時点ではスペースXのどの打ち上げ機に搭載されるかは公表されていなかった。[ 55 ]

2021年6月23日、マステンは、 COVID-19パンデミック関連の問題により、マステンミッションワンの打ち上げが2023年11月に延期されたと発表した。[ 1 ]

XL-1T

XL -1Tは、XL-1およびXEUSの地上技術およびプロセス実証機でした。打ち上げ後に月着陸船への宇宙船のアクセスが不可能なため、MSSの段階的な設計・試験開発手法は困難で非常に高価になるため、地上飛行試験機が使用されました。XL-1と同様に、XL-1TはNASAのCATALYST（SAAM ID 18250）との共同開発でした。[ 48 ]

XL-1Tの乾燥質量は588.93 kg、湿質量は1270.68 kgとXL-1より軽量であった。機体は4基のマチェーテ4400 N主エンジンを搭載し、25%から100%（4:1）のスロットル制御が可能であった。推進剤はMPX-351であった。ヨーとピッチは差動スロットルによって制御された。ロール制御には4基の22 N ACSスラスタが搭載されていた。[ 48 ]

XL-1Tの多くの特性は、XL-1と意図的に類似したものとなった。これには、多発エンジン構造、航空電子機器、ソフトウェア、燃料、慣性運動、スロッシュ制御、ミッション設計ツールなどが含まれる。[ 48 ]

XS-1

マステンは、 XS-1実験用宇宙機の開発のため、DARPAから300万ドルの契約を獲得した。[ 56 ] DARPAが第2フェーズをボーイングに委託したため、プロジェクトは終了した。[ 57 ]

その他の製品とサービス

マステン・スペース・システムズは、自社の車両ラインナップに加え、自社開発の点火装置とエンジンを、関心のある資格のある団体に商業的に提供していた。[ 58 ]マステンはまた、複数の会議で技術成熟と概念実証プロジェクト に参加する意向を表明していた。

ブロードソード

ブロードソード
2016 年 9 月 30 日に行われた、25,000 ポンド力 (110 kN) の液体酸素/液体メタン ブロードソード スラスト チャンバーのホットファイア テスト。
原産国アメリカ合衆国
メーカーマステン・スペース・システムズ[ 59 ]
応用キューブサットおよび小型衛星打ち上げ市場向けに低コストの再利用可能な打ち上げサービスを提供する[ 59 ]
状態プロトタイプ[ 59 ]
液体燃料エンジン
推進剤LOX [ 59 ] /メタン[ 59 ]
パフォーマンス
推力、真空35,000ポンド力（160 kN）（推定）[ 60 ]
推力、海面25,000ポンド力（110 kN）[ 59 ]
スロットル範囲未定
比推力、海面未定
寸法
測定未定
長さ未定
直径未定
乾燥質量未定

ブロードソードは、マステン・スペース・システムズが米国政府向けに開発していた25,000ポンドフォース（110 kN）のメタン/液体酸素ロケットエンジンでした。高度な製造技術により、このエンジンは成長を続けるキューブサットや小型衛星の打ち上げ市場向けに、低コストの再利用可能な打ち上げサービスを提供するために利用されることになります。[ 59 ]試作エンジンの製作には1.5ヶ月かかり、アルミニウム製でした。エンジンは3つの部品で構成され、ボルトで固定されていました。[ 19 ]このエンジンはエキスパンダーサイクルを採用し[ 61 ]、真空状態でベルエクステンションを装着した状態で35,000ポンドフォース（160 kN）の出力を発生する予定でした。[ 60 ]

技術実証ユニットの開発は2016年9月に完了しました。ホットファイアテストキャンペーンは、6回のエンジン始動の成功を実証して終了しました。

2017年現在、NASAのティッピングポイントプログラムの下で、飛行資格取得を目指した改良を加えた2番目の開発ユニットが開発中であった。[ 62 ]

カットラス

カットラス
原産国アメリカ合衆国
日付2016年4月開始
メーカーマステン・スペース・システムズ[ 63 ]
応用宇宙推進能力を備えた火星上昇エンジン[ 63 ]
関連LV65,000 lbf + LOX/メタンブースター Xephyr用ブロードソードエンジン[ 63 ]
状態開発は保留中[ 64 ]
液体燃料エンジン
推進剤LOX [ 63 ] /メタン[ 63 ]
パフォーマンス
推力25,000 lbf (110 kN) [ 63 ]
スロットル範囲未定
比推力、真空未定
再起動はい
寸法
測定未定
長さ未定
直径未定
乾燥質量未定

カトラスは、マステン・スペース・システムズが米国政府向けに開発していた、出力25,000ポンド（110 kN）のメタン/液体酸素ロケットエンジンでした。アルミニウム合金を積層造形技術で製造されました。[ 63 ] [ 65 ]カトラスは、ガスジェネレータサイクルを用いた低コストの使い捨て上段エンジンへと進化しました。SBIRフェーズ2の助成金は交付されなかったため、開発は保留されました。[ 64 ]

カタナ

カタナ級エンジンは、最大4,000ポンド（18 kN）の推力を発揮し、再生冷却式を採用するように設計されました。また、無期限の稼働時間と優れたスロットルレスポンスを実現するように設計されました。[ 66 ]全アルミニウム製カタナKA6A Regen 2800 lbfエンジンのシェイクダウンテストで、LOX/IPA（イソプロピルアルコール）を燃焼させる様子を撮影したビデオ。[ 67 ]

マチェーテ

マチェーテ
原産国アメリカ合衆国
メーカーマステン・スペース・システムズ[ 47 ]
応用XL-1月着陸船に積層造形法で製造した二液推進剤エンジンを提供する[ 47 ]
状態プロトタイプ[ 47 ]
液体燃料エンジン
推進剤MXP-351（二元推進剤）[ 47 ]
パフォーマンス
推力1,000ポンド力（4.4 kN）[ 47 ]
スロットル範囲4:1
比推力、真空322秒
比推力、海面180秒
再起動はい
寸法
測定未定
長さ未定
直径未定
乾燥質量未定
使用場所
XL-1T
参考文献
参考文献[ 48 ] [ 47 ]

マチェーテは、マステン・スペース・システムズがXL-1月着陸船の月面着陸を可能にするために開発していたスロットラブル・ロケットエンジン設計群の名称である。マチェーテ・ロケットエンジンは、無毒で貯蔵可能なハイパーゴリック推進剤MXP-351を燃焼させた。最初のマチェーテには実験的なインジェクター設計があり、2016年にMXP-351の試験に使用され、225lbfの推力を生み出した。2017年3月現在、マステンは設計を改良し、再生冷却式推力室を備えた付加製造方式のエンジンを製造していた。マチェーテエンジンは、XL-1Tと呼ばれる地上テストベッドバージョン向けに1000lbの推力を生み出すようにスケールアップされていた。[ 47 ]

MXP-351

MXP-351は、Masten Space社が小型月着陸船の燃料として開発した自己発火性二液推進剤の社内名称である。従来のNTO/MMH二液推進剤とは異なり、MXP-351に含まれる2種類の推進剤化学物質は無毒であるため、取り扱いが安全である。また、液体酸素や液体水素とは異なり、この二液推進剤は室温で保管できる。このハイパーゴリック混合液のISPは322秒であった。MXP-351の使用前の保管寿命は長期研究中であったが、数年と予想されていた。運用上の制約が緩和されたことで、経常運用コストの削減が可能になった可能性がある。[ 50 ] [ 47 ] [ 68 ] [ 69 ] [ 70 ]

マステン・スペース社は、MXP-351の取り扱いに際して、HTP（高濃度過酸化物）と同様の予防措置を講じていました。これには、飛沫防止服の着用と簡易化学防護マスクの着用が含まれていました。[ 68 ] [ 71 ]同社は、こぼれた場合は水で希釈して洗い流すことで対応できると主張していました。[ 47 ]

マステン・ミッション・ワン

マステン・スペース・システムズは、スペースX社のファルコン9またはファルコン・ヘビー打ち上げ機を用いて、2023年11月にマステン・ミッション・ワン（MM1）と呼ばれる月着陸船ミッションを打ち上げる予定だった。このミッションはNASA向けのペイロードを搭載する予定だった。[ 1 ]

参照

参考文献

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外部画像
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