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SS-520は、宇宙科学研究所（ISAS）が開発し運用する固体燃料ロケットで、2段式観測ロケットとして基本的には設計されているが、3段目を追加して人工衛星を軌道に投入する実験に2018年に成功し、超小型衛星打上げ機として世界最小クラスのローンチ・ヴィークルとしてギネス世界記録に認定された^[1]。

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SS-520

概要

高度1,000kmに観測機器を打ち上げ、高高度での科学観測を行うことを目的として開発された。S-520ロケットを第1段ロケットとして使用し、それに新規開発された第2段ロケットSS-520B₂を加えた2段式で構成される。この第2段はCFRP製でありスピン安定をとり、軽量化と高圧燃焼によって性能が向上されている。追加された第2段は軽量化されているとはいえS-520ロケット頭胴部よりも重量があり、そのために空気力学的マージンが多くとられている。第1段はS-520ロケットと同様に空気力学的に安定を保ち、尾翼によってスピンを発生させる。第2段はそのスピンをスピン安定に用いる。姿勢変更が必要である際にはラムライン姿勢制御装置を別途搭載することになっている。1998年以降、2段式の構成としては2機が打ち上げられている。

機体諸元

全長：9.65m
直径：520mm
全備重量：2.6t
到達高度：1000 km
ペイロード：140 kg

超小型衛星打上げ機として

SS-520ロケットは観測ロケットとしてはその能力が大きいことから超小型衛星打上げ機への転用が過去に何パターンか検討されてきた。3段式の案のうち、下段ではなく上段を追加したタイプが2017年1月に4号機として初飛行した。

3段式

本機開発当初の1990年代から、第3段あるいは「第0段」^{[注 1]} を付加し、衛星軌道に15kg程度の人工衛星打上が可能ではないかとする構想があった^[2]。S-520とSS-520からの連想で、宇宙開発ウォッチャー等の間からSSS-520と呼称されてきた。

4号機の実証実験

2016年5月、JAXAは文科省・宇宙開発利用部会調査・安全小委員会で、2/3段継手・第3段・衛星継手などの新規開発と一部改修を行って、SS-520の4号機により超小型衛星の打ち上げを行うことを報告し^[3]、2016年6月にこの計画を発表した^[4]。フェアリング内に入る3段目を追加し、打ち上げ能力はLEOに4kg以上としている。軽量化のため1/2段間部を短くし、全長が短くなっている。1段目で上昇、1段と2段の分離後にラムライン姿勢制御装置で方向転換、制御装置を分離し状況判断後に2段点火し、2段と3段目は水平加速を行う^[5]。なるべく既存部分に手を加えない設計になっているため、投入できる軌道は近地点が低く実用的でない。超小型衛星TRICOM-1(約3kg)のLEOへの投入を予定していた^[6]。

当初は2017年1月11日打上げ予定であったが^[6]、天候の影響で15日に延期となった。8時33分に打上げられたが、発射20秒後にロケットからのテレメトリが途切れ、安全を確保できないことから2段の点火を中止、衛星の軌道投入行わなれず実験に失敗した^[7]。ただし、弾道飛行中の機体からタイマーにより予定通り450秒後に衛星が分離、衛星のテレメトリが受信され、衛星の状態が正常であることが確認されている^[8]^[9]。

JAXAは2月13日の会見で推定される失敗原因を発表するに至った。それによれば通信途絶までに得られたデータに見られる歪みセンサの異常と通信途絶のタイミングから、電源を喪失した可能性が高いと推定された。実際に飛行中と同じ環境を模した実験でも、機体上部にある飛行中のデータを送信する機器の電源ケーブルの皮膜が熱で溶け、ショートした様子が再現できたという。基本的には既存のロケットであったが、軽くして性能を向上するために当該部分の金属材料がステンレスからアルミに変更されていたことで熱が伝わりやすくなっており、さらにケーブルの皮膜も薄いものが使われていた。個々の変更については問題ないことを確認してはいたものの、全体としての複合要因の確認が不十分だったと見られている^[10]。

2月17日の記者会見でJAXAの奥村直樹理事長は、時期は未定としながらも再打ち上げの方向で予算を調整する意向を明らかにし^[11]^[12]、4月の定例会見では年度内（2018年3月以前）という打ち上げ時期が示された^[13]。2017年11月に5号機の打ち上げが発表された。

5号機の実証実験

実験目的、基本構造は4号機と同じでペイロードはTRICOM-1R。4号機の代替機で、4号機の不具合の原因となった電源ケーブル関連を中心に改良を行っている。ほかにも、ラムライン姿勢制御の一部変更など4号機の実験結果が反映されている^[14]。2017年11月13日の発表では12月25日に打ち上げるとしたが^[15]、他の実験との兼ね合いで28日に変更され^[16]^[17]、部品に不具合が見つかってさらに28日以降に変更され^[18]、2018年2月3日に再設定された^[19]

2月3日14時03分00秒に打ち上げられ、7分30秒後にTRICOM-1Rを分離。約3時間後^[20]、予定通り衛星からの信号が確認され、打ち上げは成功した^[21]。これにより、TRICOM-1Rは「たすき」と命名された^[22]。5号機は、おおすみを打ち上げたL-4Sロケット以来48年ぶりに「実際に人工衛星を打ち上げた史上最小のロケット」の記録を更新したと考えられ、後にギネス世界記録に認定されたことが発表された^[1]。なお、JAXAのロケットがギネス世界記録に認定されるのはこれが初めてとなる^[23]。

空中発射型

C-130 ハーキュリーズ輸送機を用いて空中から発射するという計画であり、17kgの人工衛星を打ち上げることが可能であるとしている。この計画はAL-520と呼ばれる。この構想は1991年の第35回宇宙科学技術連合講演会において発表された。

類似する計画として2007年頃から9t級や50t級のロケットを用いた空中発射システムの検討が開始されており^[24]、経済産業省が^[25] 2009年度から研究に着手すると報道されている^[26]。

打ち上げ

飛翔実績

機体番号	打ち上げ日時(JST)	打ち上げ場所	到達高度	実験内容
1号機	1998年 2月5日 17時30分	内之浦	750 km	小型衛星打上げ用姿勢制御装置の技術試験、高速中性粒子の観測
2号機	2000年 12月4日 18時16分	ニーオーレスン	1,000 km	M-Vロケット用ノズル材料改良の為の設計手法検証、磁気圏カスプ領域の観測
4号機	2017年 1月15日 8時33分^{[注 2]}	内之浦	近地点180 km×遠地点1,500 km （計画値）^[6]	民生技術を用いたロケット・衛星の開発と3kg程度の超小型衛星の打上げの実証飛行中にテレメトリが途絶したため2段の点火を中止し衛星の軌道投入を行わなかった
5号機	2018年 2月3日 14時03分^{[注 3]}	内之浦	近地点187km×遠地点2,012 km	民生技術を用いたロケット・衛星の開発と3kg程度の超小型衛星の打上げの実証

飛翔予定

3号機

電離大気流出に関する観測。飛翔時期未定^{[注 4]}。

脚注

[脚注の使い方]

注釈

^ 4号機の際の記者とのやりとりによれば、「第0段」を付加した場合はすぐに切離しとなって、近海に落下することになることから、第3段方式が採用されたという。
^ 1月11日の打ち上げ予定が天候不良のため延期
^ 2017年12月25日の打ち上げ予定がイプシロンロケット3号機とのスケジュール調整で同月28日に延期され、さらに搭載部品の不良のため2018年2月3日に延期されていた。
^ 3号機は電離大気流出の観測を目的として2014年ごろから2016年現在も製作等についての公募などが見られるが打上予定等は詳らかではない。SS-520-3号機の計画と期待される成果

出典

^ ^a ^b "SS-520 5号機がギネス世界記録(R)に認定されました" (Press release). JAXA. 27 April 2018. 2018年4月28日閲覧。
^ ISASニュース 1997.11 No.200 特集：第101号からの宇宙研の8年 内 観測ロケット
^ 宇宙開発利用部会調査・安全小委員会（第18回）　配付資料
^ 世界最小！超小型衛星打ち上げロケット、JAXAが突然発表 sorae.jp 2016年6月10日
^ “ＳＳ－５２０４号機のミッション概要”. 宇宙航空研究開発機構 (2016年10月). 2017年12月3日閲覧。
^ ^a ^b ^c "SS-520 4号機実験の実施について" (Press release). JAXA. 8 December 2016. 2016年12月8日閲覧。
^ "SS-520 4号機実験結果について" (Press release). JAXA. 15 January 2017. 2017年1月15日閲覧。
^ SS-520ロケット4号機TRICOM-1 打上げ後会見 / SS-520 Rocket F4 After launch press conference
^ “「チャレンジ精神」を引き継いで—内之浦発2つのロケット”. 三菱電機 DSPACE コラム：読む宇宙旅行 (2017年1月26日). 2018年9月25日閲覧。
^ 大貫剛 (2017年2月14日). “小型ロケットSS-520失敗、原因は「徹底した軽量化」”. sorae.jp 2017年2月16日閲覧。
^ “小型ロケット「SS520」再挑戦へ”. 読売新聞 (YOMIURI ONLINE) (2017年2月18日). 2017年2月18日閲覧。
^ “ミニロケット再打ち上げ、ＪＡＸＡ理事長が意欲”. 日本経済新聞 (2017年2月17日). 2017年2月18日閲覧。
^ “超小型ロケット、年度内に再挑戦＝小型衛星打ち上げ－ＪＡＸＡ”. 時事通信 (2017年4月7日). 2017年4月8日閲覧。
^ “ＳＳ－５２０５号機のミッション概要”. 宇宙航空研究開発機構 (2017年9月). 2017年12月3日閲覧。
^ "SS-520 5号機による超小型衛星打上げ実証実験について" (Press release). JAXA. 13 November 2017. 2017年11月13日閲覧。
^ "SS-520 5号機実験期間の再設定について" (Press release). JAXA. 8 December 2017. 2017年12月11日閲覧。
^ “小型ロケットなど打ち上げ、ＪＡＸＡが日程発表”. 読売新聞(YOMIURI ONLINE). (2017年12月9日) 2017年12月11日閲覧。
^ "SS-520 5号機実験の延期について" (Press release). JAXA. 26 December 2017. 2017年12月26日閲覧。
^ "SS-520 5号機による超小型衛星打上げ実証の実験予定日について" (Press release). JAXA. 2018-01-19. date=2018-01-20閲覧。 {{cite press release2}}: |accessdate=でパイプ（|）が欠落しています。 (説明); |accessdate=の日付が不正です。 (説明)
^ 酒造唯 (2018年2月3日). “「電柱サイズ」打ち上げ　超小型衛星搭載”. 毎日新聞 2018年2月7日閲覧。
^ SS-520 5号機による超小型衛星打上げの実証実験の結果について JAXA 2018年2月3日
^ “超小型衛星、愛称は「たすき」　宇宙に向かって、たすきつなぐ想い”. ハフィントンポスト (2018年2月3日). 2018年2月7日閲覧。
^ “世界最小級ロケットがギネス世界記録に認定”. MBCニュース. (2018年4月27日) 2018年4月28日閲覧。
^ マイクロ衛星打ち上げ用空中発射システムに関する調査報告書（機械システム振興協会）
^ “世界最小宇宙ロケット、経産省とJAXAの協力で開発中”. sorae.jp (2016年8月18日). 2016年9月10日閲覧。
^ ロケットの空中発射、実用研究に着手　経産省が来年度（朝日新聞 2008.9.13）

外部リンク

SS-520 観測ロケット宇宙科学研究所

[2] 4号機の際の記者とのやりとりによれば、「第0段」を付加した場合はすぐに切離しとなって、近海に落下することになることから、第3段方式が採用されたという。

[28] 1月11日の打ち上げ予定が天候不良のため延期

[29] 2017年12月25日の打ち上げ予定がイプシロンロケット3号機とのスケジュール調整で同月28日に延期され、さらに搭載部品の不良のため2018年2月3日に延期されていた。

[30] 3号機は電離大気流出の観測を目的として2014年ごろから2016年現在も製作等についての公募などが見られるが打上予定等は詳らかではない。SS-520-3号機の計画と期待される成果

[jaxa20180427-1] "SS-520 5号機がギネス世界記録(R)に認定されました" (Press release). JAXA. 27 April 2018. 2018年4月28日閲覧。

[3] ISASニュース 1997.11 No.200 特集：第101号からの宇宙研の8年 内 観測ロケット

[4] 宇宙開発利用部会調査・安全小委員会（第18回）　配付資料

[5] 世界最小！超小型衛星打ち上げロケット、JAXAが突然発表 sorae.jp 2016年6月10日

[6] “ＳＳ－５２０４号機のミッション概要”. 宇宙航空研究開発機構 (2016年10月). 2017年12月3日閲覧。

[jaxa20161208-7] "SS-520 4号機実験の実施について" (Press release). JAXA. 8 December 2016. 2016年12月8日閲覧。

[8] "SS-520 4号機実験結果について" (Press release). JAXA. 15 January 2017. 2017年1月15日閲覧。

[9] SS-520ロケット4号機TRICOM-1 打上げ後会見 / SS-520 Rocket F4 After launch press conference

[10] “「チャレンジ精神」を引き継いで—内之浦発2つのロケット”. 三菱電機 DSPACE コラム：読む宇宙旅行 (2017年1月26日). 2018年9月25日閲覧。

[11] 大貫剛 (2017年2月14日). “小型ロケットSS-520失敗、原因は「徹底した軽量化」”. sorae.jp 2017年2月16日閲覧。

[12] “小型ロケット「SS520」再挑戦へ”. 読売新聞 (YOMIURI ONLINE) (2017年2月18日). 2017年2月18日閲覧。

[13] “ミニロケット再打ち上げ、ＪＡＸＡ理事長が意欲”. 日本経済新聞 (2017年2月17日). 2017年2月18日閲覧。

[14] “超小型ロケット、年度内に再挑戦＝小型衛星打ち上げ－ＪＡＸＡ”. 時事通信 (2017年4月7日). 2017年4月8日閲覧。

[15] “ＳＳ－５２０５号機のミッション概要”. 宇宙航空研究開発機構 (2017年9月). 2017年12月3日閲覧。

[16] "SS-520 5号機による超小型衛星打上げ実証実験について" (Press release). JAXA. 13 November 2017. 2017年11月13日閲覧。

[jaxa20171208-17] "SS-520 5号機実験期間の再設定について" (Press release). JAXA. 8 December 2017. 2017年12月11日閲覧。

[yomiuri20171209-18] “小型ロケットなど打ち上げ、ＪＡＸＡが日程発表”. 読売新聞(YOMIURI ONLINE). (2017年12月9日) 2017年12月11日閲覧。

[19] "SS-520 5号機実験の延期について" (Press release). JAXA. 26 December 2017. 2017年12月26日閲覧。

[20] "SS-520 5号機による超小型衛星打上げ実証の実験予定日について" (Press release). JAXA. 2018-01-19. date=2018-01-20閲覧。 {{cite press release2}}: |accessdate=でパイプ（|）が欠落しています。 (説明); |accessdate=の日付が不正です。 (説明)

[21] 酒造唯 (2018年2月3日). “「電柱サイズ」打ち上げ　超小型衛星搭載”. 毎日新聞 2018年2月7日閲覧。

[22] SS-520 5号機による超小型衛星打上げの実証実験の結果について JAXA 2018年2月3日

[23] “超小型衛星、愛称は「たすき」　宇宙に向かって、たすきつなぐ想い”. ハフィントンポスト (2018年2月3日). 2018年2月7日閲覧。

[24] “世界最小級ロケットがギネス世界記録に認定”. MBCニュース. (2018年4月27日) 2018年4月28日閲覧。

[25] マイクロ衛星打ち上げ用空中発射システムに関する調査報告書（機械システム振興協会）

[26] “世界最小宇宙ロケット、経産省とJAXAの協力で開発中”. sorae.jp (2016年8月18日). 2016年9月10日閲覧。

[27] ロケットの空中発射、実用研究に着手　経産省が来年度（朝日新聞 2008.9.13）

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[注 4]

@@ 25行目: / 25行目: @@
 ただし、弾道飛行中の機体からタイマーにより予定通り450秒後に衛星が分離、衛星のテレメトリが受信され、衛星の状態が正常であることが確認されている<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=r61VzpWplb0 SS-520ロケット4号機TRICOM-1 打上げ後会見 / SS-520 Rocket F4 After launch press conference]</ref><ref>{{cite web|url=http://www.mitsubishielectric.co.jp/me/dspace/column/c1701_2.html|title=「チャレンジ精神」を引き継いで—内之浦発2つのロケット|publisher=三菱電機 DSPACE コラム：読む宇宙旅行|date=2017年1月26日|accessdate=2018-09-25}}</ref>。
-JAXAは2月13日の会見で推定される失敗原因を発表するに至った。それによれば通信途絶までに得られたデータに見られる歪みセンサの異常と通信途絶のタイミングから、電源を喪失した可能性が高いと推定された。実際に飛行中と同じ環境を模した実験でも、機体上部にある飛行中のデータを送信する機器の電源ケーブルの皮膜が熱で溶け、ショートした様子が再現できたという。問題の第2段は既存のものと比べて軽量化のために多数の変更が加えられており、機体に熱や電気を伝えやすいアルミニウムが使われていたほか、ケーブルの皮膜も薄いものが使われていた。その際に個々の変更については問題ないことを確認していたものの、全体としての複合要因の確認が不十分だったと見られている<ref>{{Cite news|url=http://sorae.info/030201/2017_02_14_ss-520.html|title=小型ロケットSS-520失敗、原因は「徹底した軽量化」|author=大貫剛|publisher=sorae.jp|date=2017-02-14|accessdate=2017-02-16}}</ref>。
+JAXAは2月13日の会見で推定される失敗原因を発表するに至った。それによれば通信途絶までに得られたデータに見られる歪みセンサの異常と通信途絶のタイミングから、電源を喪失した可能性が高いと推定された。実際に飛行中と同じ環境を模した実験でも、機体上部にある飛行中のデータを送信する機器の電源ケーブルの皮膜が熱で溶け、ショートした様子が再現できたという。基本的には既存のロケットであったが、軽くして性能を向上するために当該部分の金属材料がステンレスからアルミに変更されていたことで熱が伝わりやすくなっており、さらにケーブルの皮膜も薄いものが使われていた。個々の変更については問題ないことを確認してはいたものの、全体としての複合要因の確認が不十分だったと見られている<ref>{{Cite news|url=http://sorae.info/030201/2017_02_14_ss-520.html|title=小型ロケットSS-520失敗、原因は「徹底した軽量化」|author=大貫剛|publisher=sorae.jp|date=2017-02-14|accessdate=2017-02-16}}</ref>。
 月17日の記者会見でJAXAの[[奥村直樹]]理事長は、時期は未定としながらも再打ち上げの方向で予算を調整する意向を明らかにし<ref>{{Cite web|url=http://www.yomiuri.co.jp/kyushu/news/20170218-OYS1T50001.html|title=小型ロケット「SS520」再挑戦へ|publisher=読売新聞 (YOMIURI ONLINE)|date=2017-02-18|accessdate=2017-02-18}}</ref><ref>{{Cite web|url=http://www.nikkei.com/article/DGXLASDZ17I4U_X10C17A2TJC000/|title=ミニロケット再打ち上げ、ＪＡＸＡ理事長が意欲|publisher=日本経済新聞|date=2017-02-17|accessdate=2017-02-18}}</ref>、4月の定例会見では年度内（2018年3月以前）という打ち上げ時期が示された<ref>{{Cite web|url=http://www.jiji.com/jc/article?k=2017040700973&g=soc|title=超小型ロケット、年度内に再挑戦＝小型衛星打ち上げ－ＪＡＸＡ|publisher=時事通信|date=2017-04-07|accessdate=2017-04-08}}</ref>。2017年11月に5号機の打ち上げが発表された。