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公開番号2024098504
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-23
出願番号2024001538
出願日2024-01-09
発明の名称ロケット発射システム
出願人AstroX株式会社
代理人個人
主分類B64G 1/00 20060101AFI20240716BHJP(航空機;飛行;宇宙工学)
要約【課題】成層圏からロケットを発射するロケット発射システムを提供する。
【解決手段】ロケット発射システムは、成層圏に浮揚する浮揚体と、前記浮揚体に支持され、前記浮揚体から発射されるロケットと、前記浮揚体に支持された前記ロケットの姿勢を制御する姿勢制御装置とを含み、前記ロケットは、衛星または貨物を積載するフェアリング部と、推進力を発生させるロケットエンジン部とを備え、前記ロケットエンジン部は、液体酸化剤を固体燃料と反応させることで推進力を生じるハイブリッドロケットであることを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
成層圏に浮揚する浮揚体と、
前記浮揚体に支持され、前記浮揚体から発射されるロケットと、
前記浮揚体に支持された前記ロケットの姿勢を制御する姿勢制御装置とを含み、
前記ロケットは、衛星または貨物を積載するフェアリング部と、推進力を発生させるロケットエンジン部とを備え、
前記ロケットエンジン部は、液体酸化剤を固体燃料と反応させることで推進力を生じるハイブリッドロケットであることを特徴とする、発射システム。
続きを表示（約 160 文字）【請求項２】
前記ロケットエンジン部は、第１段エンジン部と第２段エンジン部とを有し、前記第１エンジン部および第２段エンジン部は、ハイブリッドロケットである、請求項１に記載のロケット発射システム。
【請求項３】
前記浮揚体は１つの気球である、請求項１または請求項２に記載のロケット発射システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、成層圏からロケットを発射するロケット発射システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、宇宙開発は急速な成長を遂げている。例えば、宇宙産業の世界市場は４０兆円程度の市場を有し、２０４０年には１２０～１６０兆円の規模にも及ぶという予測がされている。そのような宇宙開発においては、宇宙に物（以下、「ペイロード」ともいう）を運ぶロケットの開発が重要となる。ロケットは、推進力となる燃料の種類により固体燃料ロケット、液体燃料ロケット、ハイブリッドロケットに分類される。
【０００３】
固体燃料ロケットは、固体燃料及び固体酸化剤を推進剤として使用する。固体燃料ロケットは、燃料及び酸化剤が同一相であることから燃焼性に優れ、また、固体燃料の充填密度が高く、大きな推進力を得やすい。一方で、固体燃料ロケットに用いる燃料はいわゆる火薬であることから、貯蔵及び輸送時における取扱が煩雑である。そのため、固体燃料の製造、貯蔵及び輸送においては十分な管理が必要とされる。
【０００４】
液体燃料ロケットは、液体燃料及び液体酸化剤を推進剤として使用する。液体燃料ロケットは、液体燃料及び液体酸化剤を噴霧状態として混合し、燃焼させることにより推力が得られる。液体燃料ロケットにおける推進剤は、固体燃料ロケット同様、同一相であることから燃焼性に優れ、高比推力を得やすい。しかし、一般的な高性能推進剤では燃料及び酸化剤を安定して低温または極低温状態に保つ必要がある。また、燃料と酸化剤がともに液体であり混ざり易いことから、爆発する危険性を有している。また、ロケットの構成が固体燃料ロケットと比較して複雑であり、設計や製造が難しく高コストになりやすい。
【０００５】
ハイブリッドロケットは、主に固体の燃料と液体又は気体の酸化剤を推進剤として使用する。燃料と酸化剤の相が異なるため、容易に混合及び燃焼が生じず、固体燃料ロケットや液体燃料ロケットに比べて大推力が得られにくい。一方で、固体燃料と液体酸化剤を別々に収容するため、固体燃料ロケット及び液体燃料ロケットと比較して、推進剤の管理が容易であり、意図せず固体燃料と酸化剤が反応してしまうことはなく、安全である。特に、ポリマーを固体燃料として使用したハイブリッドロケットは、製造、貯蔵及び輸送時の管理が特に容易である。
【０００６】
また、特許文献１に記載のハイブリッドロケットでは、テトラ－オールグリシジルアジドポリマーを含む固体燃料により、自己発熱分解により燃焼性が高まり、燃焼ガス生成室や燃焼室を小型化できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特快２０２０－７９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のように、ハイブリッドロケットは低コストで小さなスケールの化学燃焼システムとして発展してきた。ハイブリッドロケットはその構造の単純さからコストが抑えられ、また安全性が高いため、民間での使用も期待されている。しかし、低燃焼効率、低推力という課題があり、実用化はあまりなされていないのが現状である。例えば、特許文献１のようなハイブリッドロケットであっても、地上から宇宙空間まで到達するロケット発射システムを構築することは従来技術では困難である。このようにハイブリッドロケットには、利点が多くありながらも大きな推進力を得ることが難しく、宇宙空間までの打ち上げを想定した実用化が難しいという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述のような課題に対して、本発明の発明者は、ロケットを浮揚体により成層圏まで浮揚させ、成層圏から発射することで空気抵抗が低減され、推力が低いという課題を解決できるとの知見を得た。
【００１０】
ところで、ロケットを発射する場合は、ロケットの一部切り離しや、ロケットの飛行トラブル等により海又は陸にロケットの一部又は全部が落下する可能性があることから、海上又は陸上の安全性を図るためには、漁業者或いは地権者等の利害関係者と連繋した上で、限られた時間帯・場所においてロケットの打ち上げを行う必要があり、それらの調整に多くの時間とコストを要する。
（【００１１】以降は省略されています）

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