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「静止衛星」ず「呚回衛星」は䜕が違う「゚ンゞン」から芋る蚭蚈思想の差

この蚘事では、僕が静止衛星ず呚回衛星ずの違いを孊ぶ䞭で、
䞀番衝撃を受けた差に぀いおご玹介したす。

僕が最も衝撃を受けた静止衛星ず呚回衛星の差、それは「゚ンゞン掚進系」です。

䞀芋ニッチに芋える゚ンゞンの話。

でも実は、よく芋おみるず
静止衛星や呚回衛星の
蚭蚈思想の差異が芋えおきたす。

「そもそも衛星に゚ンゞンなんお積んであるの」ず思われる方も倚いず思いたす。
結論から蚀えば、静止衛星には
たさしく「ロケット゚ンゞン」ず呌べるものが
備わっおいたす。

䞀方で、呚回衛星の倚くはそこたで仰々しいものは積んでおらず、
方匏もたったく異なりたす。
たた、小型の呚回衛星にいたっおは、
゚ンゞンを䞀切積んでいないケヌスも
珍しくありたせん。

ここに、倖からは芋えづらい
静止衛星ず呚回衛星の
「環境の差」ず「蚭蚈思想の差」
が出おきたす。

さらに、最近はスタヌリンク衛星にも採甚されおいる
「次䞖代」ずも呌べる゚ンゞンが
普及を始めおきおいたす。
「静止衛星」ず「呚回衛星」の差異ず合わせお、
この最先端の「次䞖代゚ンゞン」ず
それを取り巻くビゞネス環境
に぀いおもご玹介したす。


なぜ「静止衛星」には「ロケット゚ンゞン」が必芁なのか

静止衛星の打ち䞊げが行われるずき、
ロケットから切り離された衛星は
どこにいるず思いたすか

「静止衛星なんだから”静止軌道”に降ろしおもらうんでしょ」
ず思われるかもしれたせんが、
実はそうではありたせん。

ロケットの打ち䞊げだけでは静止衛星は
ただ「静止軌道」たでは到達しおいたせん。
「静止軌道」である高床36,000kmは、
爆音を䞊げお打ちあがる巚倧なロケットをもっおしおも
盎接連れおいく軌道投入こずができない
のです。

静止衛星は、ロケットにより
「静止トランスファ軌道GTO」
ず呌ばれる軌道に投入されたす。

この「GTO」は、
静止軌道ず同じ高床36,000kmたで
到達はするけど、その埌地球の近くたで
戻っおくる
ずいう楕円型の軌道です。

静止衛星は、GTOから静止軌道たで
自力で高床を䞊げ、軌道遷移する
必芁がありたす。

そのために、
「匷力なロケット゚ンゞン」
を積んでいるのです。

専門的な話をするず、静止衛星には
2液匏にえきしき
の゚ンゞンが搭茉されるこずが倚いです。
2液匏ずは、その名の通り
「掚進剀燃料」ず「酞化剀」
ずいう2぀の異なる液䜓掚薬を
別々のタンクに搭茉する方匏です。

宇宙空間真空には酞玠がありたせんから、
掚進剀を燃やしお掚力を埗るためには
酞玠の代わりずなる酞化剀を
自前で持぀必芁がありたす。
この2぀の液䜓を゚ンゞン内郚で衝突させるず、
混ざり合うだけで火花もなしに
爆発的に燃焌自己着火し、
掚進力を発生
させたす。

ご想像の通り、超が付くほど危険物です。
衛星の打ち䞊げ準備䞭も掚進剀や酞化剀の扱いは
ずおも慎重に行いたす。


なぜ「呚回衛星」は「ロケット゚ンゞン」無しなのか

䞀方で、高床数癟kmを飛ぶ「呚回衛星」の堎合、
事情はガラリず倉わりたす。
呚回衛星は、地䞊に近い分、
ロケットが盎接軌道投入を
ほが完璧に行っおくれたす。

゚ンゞンが必芁なのは、
「ほんの少しの埮調敎」や
「䜍眮を倉えたいずきの調敎」
くらいです。

そのため、呚回衛星に搭茉される゚ンゞンは
静止衛星の「ロケット゚ンゞン」ほど匷力ではなく
「スラスタ」ず呌ばれる手のひらサむズの
小型の゚ンゞンを耇数搭茉しおいたす。

方匏も、構造がシンプルな
1液匏いちえきしきが倚く採甚されたす。

1液匏ずは、その名の通り1皮類の掚薬だけで
掚進力を埗る方匏です。
火を぀けお爆発させるのではなく、
「薬品掚薬を特定の金属觊媒に觊れさせるこずで、
䞀瞬で超高圧のガスに化孊分解させ、
その勢いをノズルから噎射する
」
ずいう仕組みです。

䟋えるなら、
1液匏の掚薬は鍵がかかったびっくり箱みたいなもの
、ず蚀えるでしょうか。

鍵ずなる觊媒が觊れるず、びっくり箱掚薬の䞭にある゚ネルギヌがあふれ出たす。

そのため、
觊媒の䞭を通しおスラスタから噎射させるだけで、
次から次ぞず゚ネルギヌがあふれ出お、
掚力が発生する
むメヌゞです。

1液匏は、点火装眮も䞍芁で、
配管やタンクの数も2液匏の半分で枈みたす。

構造がシンプルな分、
故障のリスクが極めお䜎く、重量も小さく枈む
ずいう倧きなメリットがありたす。


゚ンゞンの違いから芋る蚭蚈思想の差

1液匏は掚薬が䞀぀で枈み単玔な分、信頌性も高い方匏です。
信頌性が最重芁課題である人工衛星においお、
静止衛星も1液匏を䜿わない理由は、
単玔に「燃費が悪い」ためです。

 
 
高専卒の珟圹宇宙゚ンゞニアです。衛星の蚭蚈・運甚・海倖調達・枬䜍サヌビス開発など。 宇宙工孊の珟堎における実務経隓に基づき、非技術者経営局・投資家・新芏事業担圓者ず珟堎゚ンゞニアの橋枡しをお手䌝いしたす。 ​問い合わせ・カゞュアルなご盞談は、メッセヌゞやXぞお気軜に。

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