Astra (アストラ) が2022年11月7日に、打上げシステム2のアップデートを公開しました。Astra の創業者、会長兼CEOのクリス・ケンプ氏自らが以下の記事を公開しました。

Welcome to Launch System 2: https://t.co/IMX3EeT0yc #AdAstra

— Astra (@Astra) November 7, 2022

2016年の　Astra (アストラ) の設立以来、私たちは、頻繁で信頼性の高い専用の打ち上げによって顧客のペイロードをできるだけ経済的に軌道に送り、宇宙から地球の生活を改善する®というミッションに取り組んできました。

ロンチシステム1での私たちの目標は、できるだけ早く軌道能力を達成し、ロケットの大量生産が可能であることを実証することでした。そして、1.0、2.0、3.0、3.1、3.2と徐々に高性能なロケットを打ち上げ、最終的にロケット3.3シリーズを打ち上げ、Astra は米国の民間企業として最も早く軌道に乗ることができたのです。

前回の打ち上げ時の飛行異常を受けて、私たちは、顧客、チーム、株主の声に耳を傾け、より高性能なロケットの導入を加速し、将来の打ち上げの信頼性を高めると信じる追加試験を行うという戦略的決断を下しました。

打上げシステム2は、新しい宇宙サービスを実現するために、安価で頻度の高い軌道上専用打上げサービスを必要とする既存の打上げ顧客や、世界中で増え続ける衛星オペレータに対する当社の回答です。これらの打上げサービスは、次世代通信サービス、重要な国家安全保障・防衛アプリケーション、そしてより健全な地球を作るための幅広い地球観測機能を開放する可能性を持っているのです。

打ち上げシステム2は、星座展開、星座管理、応答性の高いミッションなど、Astra の顧客が必要とする打ち上げサービスを提供できると考えています。専用の小型打上げ機は、衛星オペレータに、宇宙船を運用軌道に直接展開する能力を与え、サービスの提供と付加価値の向上を早期に実現することを可能にします。

私たちのお客様や市場は、Astra の新しい打上げシステムに、信頼性、ペイロード容量の増加、打上げ頻度の増加という3つのことを明確に求めています。打上げシステム2は、これらのニーズに対応するために特別に設計されました。

打上げシステム1は、Astra が米国の民間企業として最速で軌道に到達したことを証明しましたが、打上げシステム2の目標は、信頼性の高いシステムを構築することであり、毎週打上げを行うことができると信じています。

信頼性と製造規模を考慮した設計

新しい打上げシステムは、打上げシステム1の遺産を基に構築されていますが、打上げシステム2は、単にハードウェアをアップグレードしただけではなく、スケジュール重視から信頼性重視への文化的な転換を意味しています。この打上げシステムは、Astra が打上げシステムの設計、製造、認定、運用を行う方法を大きく変えた結果、誕生したものです。

打ち上げシステム1は、6年前にガレージでわずかな人数で最初の開発を開始しましたが、打ち上げシステム2は、225,000平方フィートの製造・試験施設で、世界クラスのエンジニアのチームによって設計されています。

私たちは、打上げシステム1を設計したときとはまったく別の会社であり、それはこのシステムの信頼性に対して行っている投資のレベルにも表れています。システム全体を精査し、必要に応じて再設計することで、お客様のペイロードを確実かつ繰り返し軌道に乗せるという私たちの計画に対応しています。

このシフトは開発プロセスのあらゆる段階に及び、組織内の複数のチームが主に信頼性、品質、システムの安全性に焦点を当てています。また、システム検証・保証チーム、品質管理研究所、故障解析研究所を新設し、最先端の試験能力を備えるなど、打上げシステム1の開発時よりも全面的にリソースを増強しています。

信頼性の高い打ち上げシステムとは、ロケットだけでなく、シームレスに連動する統合されたシステムを構築することです。打ち上げシステムは、3つの重要なサブシステムで構成されています。

・ロケット : ロケット本体で、最終的に搭載物を軌道に乗せる。

・地上システム : 「Astra」の打ち上げ時に敷地に設置されるインフラ。

・ミッション・コントロール : ロケットとオペレーターの間のインターフェイス。

ロケット

ロケット4は、3号機の軌道上飛行の成功で実証された数百のサブシステムの遺産、飛行実績のある設計、製造技術をベースにしていますが、ロケット4アーキテクチャにはいくつかの重要な変更点があります。

サイズと容量の拡大
ロケット4号機は、先端から尾翼までの高さが3m、直径が72インチになります。このサイズアップにより、より大量の推進剤を搭載することが可能となり、ペイロードの搭載量も大幅に増加しました。

フェアリング容積の拡大
Rocket 4の直径が大きくなったことで、お客様の宇宙船に搭載できる容積が飛躍的に増加しました。このフェアリングは、ESPA Grande宇宙船1機、ESPA宇宙船2機、または複数のCubeSatを搭載できるように設計されており、最大高さ133インチ、最大幅67.5インチとなっています。

第1段の構造を変更
Rocket 4の第1段の構造は、Rocket 3.3とほぼ同じですが、性能と製造性を飛躍的に向上させるために、2つの重要な改良が加えられています。1つ目は、ドームを1枚のアルミニウム板から直接プレス加工することで、重量を減らし、製造性を合理化し、お客様の打ち上げコストを削減することです。

第二に、第一段エンジンの構造が、5つのバッテリーポンプ式エンジンから2つのターボポンプ式エンジンに簡素化され、最大合計約80,000 lbfの揚力を提供します。Astraは、このアプリケーションのために、以前に認定されたエンジンの改良型を開発し、認定しています。

上段ステージの構造を更新
上段は、ロケット3.3から最も大きな構造上の変更が行われました。Rocket 4の上段は、全径コモンドーム設計に移行し、2つのステージ間の製造アプローチを一致させ、製造の信頼性を高め、総製造コストを低減しました。上段は、ターボポンプで駆動される液体酸素/ケロシンエンジンによって推進され、約6,500ポンドの真空推力を発揮します。このエンジンもまた、既存の認定エンジンの派生型である。

グランドシステム

Astra のコアバリューの1つは「シンプルなスケール」であり、これは展開が簡単なモバイル打上げシステムを開発するという目標に反映されています。地上システムは、システムを簡素化し、規模に応じた打上げオペレーションをサポートするために、いくつかの衝撃的なアップデートが実施されました。

・射場でのターンアラウンドを改善するための最適化 : 重要なシステムをランチャーから射場内のアクセスしやすい2つのコンテナに移動し、重要なコンポーネントを保護し、打ち上げの間のメンテナンスを簡素化しました。

・移動性を考慮した設計 : ロケットのサイズが大きくなっても、ランチャーとロケットは標準サイズの輸送用コンテナに収まるように設計されており、Astra の打ち上げシステムは、陸、海、空での展開が容易なままであることを保証します。

・自動化のための設計 : 打ち上げシステム2は、センサーとバルブを使用して問題を検出し、リアルタイムで打ち上げオペレータに「報告」することで、システムの異常を知らせ、早期発見により問題を軽減することができます。

ミッションコントロール

打ち上げシステム2は、打ち上げオペレーションチームと打ち上げシステムハードウェアの間のインターフェイスをさらに改善する機会を Astra に提供します。ミッションコントロールの主な更新点は以下のとおりです。

・ソフトウェアの改善により自動化を進め、人為的なミスを排除し、より拡張性と信頼性の高い打上げシステムを実現します。

・打ち上げ前の手順を簡素化し、ミッション・コントロール・オペレータの数を減らすこと：打ち上げシステム2の最終目標は、ミッション・コントロール・オペレータの数を4人から2人に減らすことです。手順の簡素化と自動化の推進により、人員を増やすことなく、Astra のミッションコントロールチームを実質的に倍増させ、顧客の打ち上げコストを削減します。

打上げまでの道のり

打上げシステム2は、開発プロセスのあらゆる段階で信頼性を最適化したプラットフォームにより、クラス最高の打上げ経済性と打上げ回数を実現することが期待されています。この新しい打上げシステムを市場に送り出すことは、非常にエキサイティングなことです。このシステムは、お客様が必要とする打上げサービスを提供するために、一から設計されたものです。

打ち上げシステム2の開発を進めながら、主要な開発、試験、認定に関するマイルストーンについて、今後も最新情報をお伝えしていきます。