「ファットファイブ」はより広い舞台を歓迎し、3つの「ユニークなスキル」が航空宇宙の力を助ける

長征5号Y4ロケットが火星探査機「天問1号」を打ち上げる（国家航天局報道宣伝センターの張高祥撮影）

23日、耳をつんざくような轟音とともに、中国航天科技集団傘下の中国ロケット技術研究院（以下、ロケット研究院）が開発・製造した長征5号ロケット「堯4号」が海南省文昌宇宙発射センターから打ち上げられ、わが国初の火星探査機「天問1号」を予定軌道に乗せることに成功した。打ち上げミッションは完全に成功しました。

これまで、長征5号シリーズのロケットは、高軌道大型衛星の打ち上げ、有人宇宙船試験船の打ち上げ、深宇宙探査機の打ち上げという3種類のミッションを順次遂行してきた。 「ファット・ファイブ」は長征ロケットファミリーの強力な一員として、宇宙強国の構築に貢献すると同時に、中国の宇宙産業のために、より大きく、より広い舞台を築くことになるだろう。

特技1：高軌道に大型衛星を打ち上げる - 「より大きく、より強く」

長征5号ロケットは、我が国が開発する新世代のロケットの最初のモデルです。その開発目標は、我が国の宇宙進出能力を大幅に強化することです。これは重要な支援であり、我が国が宇宙大国から宇宙強国へと進歩していることを示す大きな兆候の一つです。

長征5号はまさに「ビッグガイ」だ。ロケットのコアステージは直径5メートルで、直径3.35メートルのブースター4基が組み合わされている。全長は約57メートル、離陸質量は約870トン、離陸推力は1,000トンを超える。液体水素、液体酸素、灯油など、すべてクリーンな燃料を使用します。静止トランスファー軌道（GTO）の積載量は14トンに達する。

これまで、我が国の高軌道衛星打ち上げの主力ロケットは「金メダルロケット」として知られる長征3Aシリーズロケットでした。そのうち、最大の搭載量を持つ長征3号Bロケットは、静止トランスファー軌道（GTO）搭載量が約5.5トンで、北斗航法衛星、通信衛星など、現在のほとんどの高軌道衛星の打ち上げニーズを満たすことができます。

衛星プラットフォームの継続的な発展に伴い、より重い衛星プラットフォームが次々と登場し、ロケットの搭載能力に対する要求が高まっています。例えば、長征5号堯3号ロケットによって打ち上げに成功した実監20号衛星は、静止軌道を運用軌道とし、重量は8トンで、これまでの高軌道衛星の約1.5倍の重さとなっている。

衛星プラットフォームが大型化すると、より高度なペイロードを搭載できるようになります。衛星はより多くの機能と強力な能力を備えており、打ち上げるためにはより大規模な打ち上げロケットも必要になります。 「長征5号ロケットの静止トランスファー軌道への搭載量は約14トンで、8トンの衛星を打ち上げるには十分すぎるほどだ。適切な上段ロケットを搭載すれば、1基のロケットで複数の高軌道衛星を打ち上げることもできる」と長征5号ロケットの主任設計者、李東氏は語った。

長征5号ロケットの登場により、将来の静止軌道衛星の打ち上げニーズを満たすための選択肢も増えました。例えば、衛星の重量が約 5 トンの場合、長征 3B ロケットを使用して「ロケット 1 基、衛星 1 基」モードで打ち上げることも、長征 5 ロケットと上段を使用して「ロケット 1 基、衛星 2 基」モードで打ち上げることもできます。等々。衛星の重量が軽ければ、長征5号ロケットは1回の打ち上げでより多くの衛星を軌道に乗せることができる。 「実戦で鍛えられた」長征3Aシリーズロケットは高い費用対効果を発揮し、強力な長征5号ロケットは複数の衛星の展開においてさらに優れています。

長征5号Y4ロケットが火星探査機「天問1号」を打ち上げる（国家航天局報道宣伝センターの張高祥撮影）

スペシャルスタント2: 深宇宙探査機の打ち上げ - 「星々を旅する」

広大な宇宙の探査は中華民族が数千年にわたり追い求めてきた夢であり、深宇宙探査はその探査の扉を開く「鍵」である。

これまで、我が国の深宇宙探査の主な研究対象は月でした。長征3Aシリーズのロケットは、嫦娥1号から嫦娥4号までの月探査機の打ち上げに使用され、月探査プロジェクトの「周回、着陸、帰還」という3段階の目標の最初の2段階を達成した。しかし、より重い探査機を月や遠くの火星に送る場合は、より大きな積載量を持つロケットが必要になります。長征ロケットファミリーの中で、この任務を遂行できるのは長征5号ロケットだけです。そのため、月探査プロジェクトの第3次ミッションを遂行する月探査機「嫦娥5号」は、長征5号ロケットによって打ち上げられることになる。

月が深宇宙探査の出発点であるならば、火星探査は最大のホットな話題です。我が国の火星探査ミッションは、一回の打ち上げで火星の周回、着陸、巡回探査を達成する計画です。そのため、天問1号火星探査機には火星探査車が搭載されており、周回探査を行いながら火星表面に軟着陸し、巡回探査することが可能となっている。ミッションの多様性により、運搬ロケットの打ち上げ能力に対する要求は高まります。

長征5号ロケットの優れた積載能力は、我が国の火星探査計画に強固な基盤を築きました。これまでの月探査と比べて、今回ファットファイブが打ち上げた火星探査機には3つの特徴がある。

1つは、軌道投入速度が速いことです。ロケットが探査機から分離する際の速度は、第2宇宙速度の11.2km/sを超え、天問1号は地球の重力から脱出することができる。中国のロケットがこの速度に達したのも初めてだ。

第二に、検出器が重くなります。火星探査機「天問1号」の重量は約5トンで、月探査機「嫦娥4号」より1トン以上重い。これは我が国が打ち上げた探査機の中で最も重いものです。

3つ目は、打ち上げ軌道がより洗練されていることです。探査機をより正確に軌道に投入するため、研究開発チームは、毎日30分の打ち上げ枠を3つの10分枠に分割し、3回の打ち上げ軌道に対応する、改良された「狭域マルチ軌道」設計を実施しました。 14日間の期間に合計42の打ち上げ軌道が設計され、打ち上げ軌道の自動切り替えが初めて実現されました。 「これは中国の宇宙打ち上げ史上前例のないことで、一回のロケット打ち上げで計画された軌道の数としては新記録だ」と長征5号ロケットの指揮官である王傳氏は語った。

それだけでなく、長征5号ロケットの登場により、地球からさらに遠く離れた木星や土星などの惑星への飛行も可能になりました。

火星探査機「天問1号」の打ち上げ前夜、長征5号Y4ロケットが打ち上げられる（国家宇宙局報道宣伝センターの張高祥撮影）

特殊スキル3：宇宙ステーションモジュールの打ち上げ - 「プライベートカスタマイズ」

長征5号Bロケットは、長征5号シリーズのロケットに属し、我が国初の1.5段構成の新世代大型液体燃料ロケットです。また、有人宇宙工学宇宙ステーションの建設のために特別に開発されたロケットでもあります。それは、我が国の宇宙ステーションのコアモジュールと実験モジュールの「民間向けにカスタマイズされた」打ち上げを提供する。

長征5号Bロケットも、直径5メートルのコアステージと直径3.35メートルのブースターを使用しています。液体水素、液体酸素、灯油などのクリーン燃料を使用します。また、高さ20.5メートル、直径5.2メートルの国内最大級のフェアリングも備えています。その高さは6階建てのビルに相当し、宇宙ステーションのモジュールを収容するのに十分な高さです。長征5号Bロケットの全長は約53.66メートル、離陸質量は約849トン、離陸推力は1,000トン以上、低軌道（LEO）積載量は最大25トンで、我が国のロケット積載量は20トン台に達し、世界初の段階に入った。宇宙ステーションのランデブーとドッキングの要件を満たすために、長征5号Bロケットは「ゼロウィンドウ」打ち上げ機能も備えています。同時に、独自の高推力直接軌道投入技術と大口径キャビン・ロケット分離技術により、1段式ロケットのみでペイロードを所定の軌道に直接送り込むことが可能になりました。

我が国の有人宇宙計画の「3段階」開発戦略に基づき、「魔法の矢」として知られる長征2Fロケットは、有人宇宙船と宇宙実験室の打ち上げという任務を引き受け、最初の2段階のミッション目標を無事に達成しました。有人宇宙飛行工学の第 3 ステップは、大規模で長期的な有人宇宙飛行の問題を解決するために宇宙ステーションを建設することです。宇宙ステーションの拡張により、打ち上げロケットの能力に対する要求も高まっています。宇宙ステーションのコアモジュールを例にとると、長さは16.6メートル、重さは22トン以上あります。打ち上げを担えるのは長征5号Bロケットだけだ。今年5月5日、約10年の開発期間を経て誕生した長征5号Bロケットが初飛行に成功し、宇宙ステーション段階の飛行ミッションにおける初の勝利を記録し、我が国の有人宇宙計画第3次発展戦略の全面的実施に向けた強固な基礎を築きました。

有人宇宙計画に関係する長征ロケットには他に 2 つの種類があります。このうち、長征7号ロケットは貨物宇宙船の打ち上げ用に開発された新世代の中型運搬ロケットである。 「スペースエクスプレス」を宇宙ステーションまで輸送する役割を担っています。長征2Fロケットは「魔法の矢」として知られ、現在我が国唯一の有人ロケットであり、宇宙飛行士が宇宙に入るための「専用ロケット」です。

今後2～3年で、長征有人宇宙計画の「三人の英雄」は、我が国の宇宙ステーション建設のあらゆる段階を共同で見守ることになるだろう。

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