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今回は、中国のロケット回収・再利用技術についてご紹介します。
今年2026年7月10日、海南島の文昌航天発射場から長征10号が打ち上げられ、1段目が自力で帰還し回収に成功しました。米SpaceXが先駆けた回収技術を中国もほぼ確立したことになります。
▲長征10号の回収の瞬間を伝える中央電子台の映像。ワイヤーでキャッチするというユニークな手法だった。
ロケットの1段目はロケット全体のコストの6割程度を占めます。これが回収再利用すると、1回あたりの打ち上げコストは大きく下がることになります。現在、人工衛星のニーズは高くなっており、打ち上げサービスを獲得するためにもコストを下げることは必須になっています。つまり、回収技術の確立が今後の衛星打ち上げ受託の獲得に直接つながっていきます。
この長征10号ではワイヤーキャッチという独創的な方法が使われました。#型に組んだワイヤーが動いて、ロケットをキャッチします。そして、動きが落ち着いたらワイヤーを緩めて地上に立てるという仕組みです。
ロケット回収にはさまざまな難題があり、非常に難しい技術ですが、中国のワイヤーキャッチ方式は、多少の位置ずれ、傾きを許容してくれます。技術開発の難易度が下がるとともに回収の成功率を高めてくれるのです。
さらに、このワイヤーキャッチの仕組みは簡単に組むことができるので、今回の長征10号では船の上に組み、海上で回収するということを行いました。
中国には国家級の射場が４ヶ所あります。
このうちの３ヶ所は内陸部にあります。ロケットは軍事ミサイルの延長線上の技術であるため、以前は秘匿する必要がありました。そのため、内陸部に射場がつくられましたが、内陸部の射場にはさまざまな問題があります。
最大の問題は、道路整備が難しいため、製造したロケットをトレーラーで運搬することができず、鉄道輸送になります。すると、大きなロケットはトンネルを通ることができないのです。そのため、長征シリーズの大型ロケットは打ち上げるができないという課題がありました。
そこで、2010年頃から海南島の文昌航天発射場の運用が始まりました。東側が海で開けているため、切り離したブースターの落下、あるいは失敗をした場合でも、被害を少なく抑えることができます。
回収も射場で行わなければ意味がありません。回収して検査して、すぐに次の打ち上げに利用できるということが最大のメリットだからです。これも内陸部の射場だと、帰還プロセスに問題が出た場合、市街地に落下するというリスクがあります。
そこで、今回は海上での回収を行いました。船の上に回収装置を組み立て、そこでロケットを回収します。そのまま船で文昌航天発射場に横づけし、次の発射に使うことができます。
さらに、大きいのが燃料を節約できることです。ロケットは地球の自転を利用して東に向かって打ち上げるのが定石で、1段目はかなり東に進んだところで切り離されて、そこから射場に戻ってこなければなりません。しかし、海上回収船がその真下にいれば、ほぼ自然落下で落ちていけばいいのです。現在、海上回収技術を確立しているのはSpace Xと中国になっています。
また、中国は固形燃料炉ロケットであれば船上からの打ち上げ技術を確立しています。将来的には船から打ち上げて、船の上で回収するということも可能になってきます。
ところがこの技術を確立するのは簡単ではありません。Space Xもこれまでに数々の失敗を積み重ねてきました。
▲SpaceXの回収失敗映像。回収がどれだけ難しい技術であるかがよくわかる。SpaceX公開の映像。
これはSpaceXのこれまでの回収失敗映像を集めた「How Not to Land an Orbital Rocket Booster」（軌道ロケットブースターを着陸させない方法）という動画で、失敗を嘲笑気味に紹介していますが、この投稿者をよく見てください。なんとSpaceX自身なのです。このような精神性がSpaceXという企業の強さを感じさせます。
ロケット回収技術の難しさは２つあります。ひとつは倒立振り子問題と呼ばれるものです。回収するロケットを回収位置に誘導して、なおかつ正立させなければなりません。しかし、ロケットブースターは筒状ですから、正立した姿勢を維持するのは簡単ではありません。しかも、底部にあるエンジンの吹き出し口の角度を変えることで姿勢を修正しなければなりません。ロケットの重心はエンジンの吹き出し口よりも高い位置にあります。これは、小学校の掃除の時間に掃除もせずにホウキを手の上でバランスをとって、学級委員や先生に注意されたのと同じことを自動でできるようにしなければならないわけです。
さらに、最終的にランディングする瞬間には、位置、速度、姿勢、角速度それぞれ３次元ですから３変数あり、合計12の変数をゼロに収束させなければならないという難しさです。
完全にゼロにするのはあまりにも難しいため、多少の誤差を吸収する仕組みが必要になります。これがSpaceXのファルコンシリーズで使われているランディングフィンです。着地する時に、4本の脚を開いて機体を安定させるだけでなく、多少斜めになっていても修正して正立させる仕組みです。
一方、中国のワイヤーキャッチ方式は、より大きな誤差を吸収することができます。位置に関しても、傾きに関しても誤差を許容し、倒立振り子制御の難易度を下げています。
今回、中国の回収技術をご紹介する目的は、この技術が衛星の打ち上げコストを劇的に下げるからです。衛星を打ち上げたい人にとってみれば、確実さが同じであれば安ければ安いほど好ましいため、衛星打ち上げビジネスはとっくに価格競争のフェーズに入っています。SpaceXのさまざまな技術開発も最終的にはコストを下げることが目的です。
そこで、各国の衛星打ち上げのコストを比較してみます。ただ、これは簡単ではありません。なぜなら、衛星の軌道には低軌道（LEO）、中軌道（MEO）などの他に静止軌道（GEO）、太陽同期軌道（SSO）などがあります。基本的には高い軌道ほどコストがかかることになります。
このため打ち上げコストを計算する時、LEOとGEOのミッションを直接比較することができません。一般的にはLEO換算のコストで比較をすることが多いですが、ロケットによってはLEO以外の軌道投入に特化していることもあります。
そこで今回は、ケンブリッジ大学とトリノ工科大学の「From Sputnik to Starship: Estimating the experience curve of space launch technology」（スプートニクからスターシップまで：宇宙ロケット打ち上げ技術の習熟曲線の推計」（https://academic.oup.com/pnasnexus/article/5/7/pgag217/8732400）のデータを使います。研究者が可能な限りの推計を使ってすべてのロケットの打ち上げコストをLEOに換算して比較したものです。後ほど、この中から米中日ロシアなどの主要ロケットのコストの比較を行います。
今回は、中国のユニークな回収技術をご紹介し、それが打ち上げコストにどのような影響を及ぼすかを考え、衛星打ち上げビジネスの状況を整理します。
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