再使用型打ち上げ機
クレーンに取り付けられたブースター
ファルコン9第一段ブースターの初着陸後の回収

再使用型打ち上げ機は、ペイロードを地上から宇宙へ運ぶ際に、回収して再飛行できる部品を備えています。ロケット段は、再利用を目的とした最も一般的な打ち上げ機部品です。フェアリング、ブースター、ロケットエンジンなどの小型部品も再利用できます。ただし、再使用型宇宙船は使い捨て打ち上げ機の上に載せて打ち上げられることもあります。再使用型打ち上げ機は、打ち上げのたびにこれらの部品を製造する必要がないため、打ち上げコストを大幅に削減できます。しかし、これらの利点は、回収と改修のコストによって相殺されます。

再使用型打ち上げロケットには追加の航空電子機器や推進剤が搭載されている場合があり、使い捨ての打ち上げロケットよりも重くなります。再使用部品は大気圏に突入して航行する必要がある場合があるため、多くの場合、耐熱シールド、グリッドフィン、その他の飛行制御面が装備されています。形状を変更することで、スペースプレーンは滑走や揚力などの航空力学を利用して回復を助けます。大気圏では、さらに減速するためにパラシュートや逆噴射ロケットが必要になることもあります。再使用部品には、滑走路や自律型宇宙港ドローン船などの特殊な回収施設が必要になる場合もあります。一部のコンセプトでは、マスドライバーなどの地上インフラストラクチャを使用して事前に打ち上げロケットを加速します。

少なくとも20世紀初頭から、単段式軌道投入型再使用型打ち上げ機はSFの世界には存在していた。1970年代には、最初の再使用型打ち上げ機であるスペースシャトルが開発された。しかし、1990年代には、計画が期待に応えられず、再使用型打ち上げ機のコンセプトは試作機の試験段階にまで縮小された。 2000年代と2010年代には民間宇宙飛行会社の台頭により、スペースシップワン、ニューシェパード、エレクトロン、ファルコン9、ファルコンヘビーといった再使用型打ち上げ機の開発が再び活発化した。 2020年代には、スターシップ、ニュー・グレン、ニュートロン、マイア、ミウラ5、ロングマーチ10号と12号、テランR、ストーク・スペース・ノヴァ、弾道ロケットドーンMk-IIオーロラなど、再利用性に優れたロケットが多数デビューすると予想されている。[ 1 ]

打ち上げ機の再利用性は、宇宙飛行産業において基礎的な役割を果たしてきました。2024年、ケープカナベラル宇宙軍基地は、新世代機のより高い打ち上げ頻度と着陸地点の確保を支援するため、ケープカナベラルにおける50年計画を開始しました。この計画には、ポートカナベラルを含む大規模なインフラ整備が含まれます。[ 2 ]

構成

完全に再利用可能な打ち上げロケット

2026年1月現在、複数の企業が完全に再利用可能な打ち上げロケットを開発している。各社は2段式軌道投入システムに取り組んでいる。SpaceXは2016年から開発が進められているStarshipを試験運用しており、 2023年4月に最初の試験飛行を実施し[ 3 ] 、 2025年10月までに合計11回の飛行を予定している。Blue OriginはProject Jarvisで2021年初頭までに開発作業を開始したが、試験の日程を発表しておらず、プロジェクトについて公に議論していない[ 4 ] 。Stoke Spaceも再利用可能なロケットを開発している[ 5 ] 。 [ 6 ]

2026年1月現在、スターシップは完全再利用を目的とした唯一の打ち上げ機であり、完全に製造・試験が完了している。5回目の試験飛行は2024年10月13日に行われ、弾道発射と2度目の着陸に成功した。スーパーヘビーブースターは、軌道A発射台で「チョップスティックシステム」によって初めて捕捉された。スターシップは2度目の再突入に成功し、インド洋に制御着水した。この試験は、完全再利用に必要なすべての要件を満たしたと言える2度目の事例となった。[ 7 ]

部分的に再利用可能な打ち上げシステム

これまで使用されていた再使用型構成は、多段式軌道投入システムの形をとる部分的に再使用可能な打ち上げシステムのみであった。歴史的なスペースシャトルは固体ロケットブースター、RS-25エンジン、軌道投入段として機能したスペースシャトルオービタを再使用したが、 RS-25エンジンに燃料を供給する外部燃料タンクは再使用しなかった。これは、ロケットの特定の部品を再利用する再使用型打ち上げシステムの一例である。ULAのバルカン・セントールは、元々、タンクが消耗している間に第1段エンジンを再使用するように設計された。エンジンは膨張式エアロシェル上に着水し、その後回収される。2024年2月23日、ファルコン9に動力を供給する9基のマーリンエンジンのうちの1基が22回目の打ち上げを行い、運用上最も再利用された液体燃料エンジンとなり、スペースシャトルのメインエンジン2019の19回の飛行記録を既に上回っている。 2024年現在、ファルコン9とファルコン・ヘビーはブースターを再利用する唯一の軌道ロケットですが、他にも複数のシステムが開発中です。航空機打ち上げロケットはすべて航空機を再利用します。

それ以外にも、気球[ 8 ]から宇宙エレベーターまで、ロケット以外の様々な離陸システムが再利用可能な離陸システムとして長年にわたり提案され研究されてきた。既存の例としては、有翼の水平ジェットエンジン駆動離陸システムが挙げられる。このような航空機は使い捨てロケットを空中発射することができ、そのため航空機を打ち上げ機の第一段とみなせば部分的に再利用可能なシステムとみなすことができる。この構成の例としては、オービタル・サイエンシズのペガサスが挙げられる。準軌道飛行では、スペースシップツーは離陸に母船となるスケールド・コンポジッツのホワイトナイトツーを搭載した運搬機を使用する。ロケット・ラボはニュートロンに、欧州宇宙機関はテミスに取り組んでいる。どちらの機体も第一段を回収する予定である。[ 9 ] [ 10 ]

これまでのところ、ほとんどの打ち上げシステムは、特に第2段と第3段で、少なくとも部分的に使用済みの多段式ロケットによって軌道投入を達成しています。スペースシャトルのみが、オービタのエンジンと燃料タンクを使用することで、軌道投入段の再利用を実現しています。ブラン宇宙船とスターシップ宇宙船は、軌道投入段として機能できるように設計され、製造された他の2つの再利用可能な宇宙船ですが、前者はプロジェクトが中止される前に無人テスト飛行を1回行ったのみであり、後者はまだ運用されていませんが、 2025年11月の時点で11回の弾道テスト飛行を完了しており、4回目の飛行ですべてのミッション目標を達成しました。

再利用可能な宇宙船

打ち上げシステムは、再利用可能なスペースプレーンまたはカプセルと組み合わせることができます。スペースシャトル・オービター、スペースシップツー、ドーンMk-IIオーロラ、そして開発中のインド宇宙船RLV-TDは、再利用可能な宇宙船（スペースプレーン）とその打ち上げシステムの一部である例です。現代の再利用可能な軌道船には、X-37、ドラゴン2、そして近々登場するドリームチェイサー、インド宇宙船RLV-TD、そして近々登場するヨーロッパ宇宙船（IXVの後継機）などがあります。

打ち上げロケットと同様に、人類が宇宙飛行を達成した初期の数十年間、純粋な宇宙船はすべて使い捨てとして設計されていました。これは、長期間宇宙に放置されることを意図した衛星や宇宙探査機だけでなく、有人宇宙カプセルや、スターダスト（1999～2006年）[ 11 ]やはやぶさ（2005～2010年）のような宇宙物質収集ミッションのサンプルリターン容器など、地球に帰還するように設計されたあらゆる物体にも当てはまりました。[ 12 ] [ 13 ] 宇宙船に関する一般的なルールの例外としては、米国のジェミニSC-2、ソ連の宇宙船ヴォズヴラシャエミィ・アパラート（VA）、米国のスペースシャトル・オービター（1970年代半ば～2011年、1981年から2011年の間に135回の飛行）、ソ連のブラン（1980～1988年、1988年に無人試験飛行を1回のみ実施）が挙げられる。これらの宇宙船はいずれも、打ち上げシステムの不可欠な部分（打ち上げ加速を提供）であり、宇宙で中期滞在宇宙船として運用されていた。これは2010年代半ばに変化し始めた。

2010年代には、国際宇宙ステーションに物資を補給しているサプライヤーの1社が製造した宇宙輸送貨物カプセルが再利用できるように設計され、2017年以降、[ 14 ] NASAはこれらのNASA契約の輸送ルートでSpaceX Dragon貨物宇宙船の再利用を許可し始めた。これが再使用型宇宙船の設計と運用の始まりであった。ボーイングのスターライナーカプセルもパラシュートで落下速度を落とし、地上に着陸する直前にエアバッグを展開して機体を回収・再利用する。2021年現在、SpaceXはスターシップ宇宙船を建造・試験しており、複数回の極超音速大気圏再突入にも耐えられるよう設​​計し、真に再利用可能な長期宇宙船にしようとしているが、スターシップの実用飛行はまだ行われていない。

入場システム

ヒートシールド

米国（低軌道飛行試験用膨張式減速機 - LOFTID）[ 15 ]や中国[ 16 ]が開発したような膨張式熱シールドを使用すれば、スペース・ローンチ・システムのような使い捨てロケットにそのような熱シールドを後付けして高価なエンジンを再利用することが検討され、打ち上げコストを大幅に削減できる可能性がある。[ 17 ]熱シールドにより、軌道上の宇宙船は大量の燃料を消費することなく安全に着陸できる。熱シールドは膨張式熱シールドの形をとる必要はなく、単に熱伝導を防ぐ耐熱タイルの形をとることもできる。また、スターシップに見られるように、逆行推力と組み合わせて熱シールドを使用することで完全な再利用が可能になることも提案されている。

逆行推力

ファルコン 9やニュー シェパードなどの再使用型打ち上げシステムの段階では、再突入と着陸に逆行燃焼を採用しています。

着陸システム

再使用型システムは、単段式または複数段（2段または3段）の軌道構成で提供されます。一部またはすべての段には、以下のタイプの着陸システムを使用できます。

パラシュートとエアバッグ

これらは、パラシュートと強化されたハードランディングを用いた着陸システムであり、海上着水や地上への着陸に用いられます。後者の場合、パラシュートだけでは宇宙飛行士の負傷を防ぐのに十分な減速ができないため、着陸直前にエンジンの点火が必要となる場合があります。これはソユーズ宇宙船に見られる例です。このようなシステムは宇宙飛行の黎明期から宇宙船の回収に使用されてきましたが、宇宙船が再利用されるようになったのは比較的最近のことです。

例:

水平（翼付き）

単段式または主段式、そしてフライバックブースターは、水平着陸システムを採用することができる。これらの機体は飛行機と同様に地球に着陸するが、通常、着陸時に燃料は使用しない。滑走路に水平着陸する機体には、翼と着陸装置が必要となる。これらは通常、着陸機の質量の約9～12%を占め、ペイロードの減少または機体サイズの増大につながる。揚力体などのコンセプトは、スペースシャトルのデルタ翼形状と同様に、翼質量をいくらか軽減する。その派生型として、EMBENTION社がFALConプロジェクトで提唱している空中捕捉曳航システムがある。[ 18 ]

例:

垂直（逆行）

マクドネル・ダグラスDC-X（デルタ・クリッパー）やスペースXのシステムは、逆行着陸システムの例です。ファルコン9とファルコン・ヘビーのブースターは、9基のエンジンのうちの1基を使用して着陸します。ファルコン9ロケットは、第一段を地上に垂直に着陸させた最初の軌道ロケットです。スターシップの第一段は、逆行着陸の典型的な手順のほとんどを実行した後、発射台まで持ち上げたのと同じアームでキャッチされます。[ 19 ]スターシップの第二段も、地球に着陸するとき、または月や火星に垂直に着陸するときに、タワーに取り付けられたアームでキャッチされる予定です。ブルーオリジンのニューシェパード弾道ロケットも、発射場に垂直に着陸します。逆行着陸では通常、第一段の総推進剤の約10%が必要となり、ロケットの方程式により運搬可能なペイロードが減少します。[ 20 ]

空気静力学を利用した着陸

膨張式で再利用可能な第一段ロケットのコンセプトもある。この構造の形状は、過剰な内部圧力（軽いガスを使用）によって支えられる。第一段（推進剤なし）の嵩密度は、空気の嵩密度よりも小さいと想定されている。飛行から帰還した第一段は、空中に浮いた状態（地表に接触しない状態）となる。これにより、第一段は再利用のために保持される。第一段のサイズが大きくなると、空力損失が増加する。その結果、ペイロードがわずかに減少する。このペイロードの減少は、第一段の再利用によって補われる。[ 21 ]

制約

余分な重量

再使用段は、同等の使い捨て段よりも重量が重くなります。これは、補助システム、着陸装置、および/または着陸に必要な余剰推進剤などにより避けられないものです。実際の質量増加は、ロケットの種類と選択された帰還モードによって異なります。[ 22 ]

改修

ロケットが着陸した後、次の飛行に備えて改修が必要になる場合があります。このプロセスは長期間に及び、費用もかかる可能性があります。SpaceXは再利用したFalcon 9ブースターを有人ミッションに使用した実績がありますが、改修後もロケットが有人飛行用として再認証されない可能性もあります。ロケットは最終的に退役するまでに改修できる回数に制限がありますが、再利用できる頻度はロケットシステムの設計によって大きく異なります。

発射場に戻る

1980年以降、2010年代までに、2つの軌道打ち上げ機が発射場への帰還能力（RTLS）を開発した。米国のスペースシャトル（その1つのアボートモード[ 23 ] [ 24 ]付き）とソ連のブラン[ 25 ]はどちらも、打ち上げ機のスペースプレーン部分の水平着陸のメカニズムを介して、打ち上げ機の一部を発射場に帰還させる機能が設計に組み込まれていた。どちらの場合も、その前に飛行したすべての軌道打ち上げ機の標準的な手順であったように、主な機体推力構造と大きな燃料タンクは使い捨てであった。どちらもその後、実際の軌道の公称飛行で実証されたが、どちらも打ち上げ中にアボートモードも備えており、公称外の打ち上げ後に乗組員がスペースプレーンを着陸させることも考えられた。

2000年代には、SpaceXとBlue Originの両社が、打ち上げロケットのブースター段の垂直着陸をサポートする一連の技術を独自に開発しました。2010年以降、SpaceXは、ファルコン9軌道打ち上げロケットの一部である第1段を持ち帰り、垂直に着陸させる能力を獲得するための開発プログラムに着手しました。最初の着陸に成功したのは2015年12月でした。[ 26 ]その後、いくつかの追加のロケット段が、発射場に隣接する着陸パッド、または発射場から少し離れた海上の着陸プラットフォームに着陸しました。 [ 27 ]ファルコンヘビーも同様に、第1段を構成する3つのコアを再利用するように設計されています。 2018年2月の初飛行では、2つの外側のコアが発射場の着陸パッドに正常に帰還し、中央のコアは海上の着陸プラットフォームを目指しましたが、着陸には成功しませんでした。[ 28 ]

ブルーオリジンは、弾道飛行用のニューシェパードロケット の帰還と着陸に同様の技術を開発し、2015年に帰還を実証し、2016年1月には同じブースターを2回目の弾道飛行で再利用することに成功した。[ 29 ] 2016年10月までに、ブルーオリジンは同じ打ち上げロケットを合計5回再飛行させ、着陸に成功した。[ 30 ]しかし、両方のロケットの打ち上げ軌道は非常に異なっており、ニューシェパードは軌道飛行を達成することなくまっすぐ上下に移動するのに対し、ファルコン9は、第2段階でペイロードを軌道に乗せながら、かなりの水平速度をキャンセルしてかなりの距離から帰還する必要があることに注意する必要がある。

Blue OriginとSpaceXはどちらも、さらに再利用可能な打ち上げ機を開発中である。Blueは、軌道上のNew Glenn LVの第1段を再利用可能なものとして開発しており、初飛行は2024年より早く計画されている。SpaceXは、惑星間宇宙へのミッション用に新しい超重量級打ち上げ機を開発中である。SpaceX Starshipは、RTLS、垂直着陸、およびStarshipで使用するために設計されたブースター段と統合された第2段/大型宇宙船の完全な再利用をサポートするように設計されている。[ 31 ]最初の打ち上げ試行は2023年4月に行われたが、両方の段が上昇中に失われた。しかし、4回目の打ち上げ試行で、ブースターと宇宙船の両方が、それぞれメキシコ湾とインド洋に軟着陸を達成した。

歴史

NEXUSコンセプト
STS-27で離陸するアトランティス

20世紀前半のロケット推進の発達により、宇宙旅行が技術的に可能となった。単段式の再利用可能なスペースプレーンという初期の構想は非現実的であることが判明し、最初の実用的なロケット（V-2）でさえ宇宙の端に到達できたものの、再利用可能な技術は重すぎた。さらに、初期のロケットの多くは兵器運搬用に開発されたため、設計上、再利用は不可能だった。質量効率の問題は、垂直発射多段式ロケットに複数の使い捨て段を使用することで克服された。米空軍と北米航空宇宙局（NACA）は1958年から、ダイナソアなどの軌道上再利用可能なスペースプレーンを研究してきたが、最初の再利用可能な段が飛行したのは1981年の米国のスペースシャトルの登場まで待たなければならなかった。

おそらく最初の再使用型打ち上げロケットは、1948年から1956年にかけてヴェルナー・フォン・ブラウンによって構想され研究されたものである。フォン・ブラウンのフェリーロケットは2回の改訂を経た。1回目は1952年、2回目は1956年である。これらのロケットはパラシュートを使って着陸する予定であった。[ 32 ] [ 33 ]

ジェネラル・ダイナミクス・ネクサスは、1960年代にサターンVロケットの完全再利用可能な後継機として提案され、最大450～910トン（99万～200万ポンド）を軌道に輸送する能力を持っていました。[ 34 ] [ 35 ]また、シードラゴンとダグラスSASSTOも参照してください。

BACマスタード計画は1964年に研究が開始されました。この計画は、3機の同一形状の宇宙飛行機を連結し、2段式に配列するものでした。上昇中に、第一段を構成する2機の外側の宇宙飛行機が分離し、それぞれ個別に地球へ滑空飛行する計画でした。1967年に最終設計検討が行われた後に、開発資金不足のため中止されました。[ 36 ]

マクドネル・ダグラス DC-X
X-33コンセプト
キスラーK-1コンセプト
ホッパープロトタイプ フェニックス RLV
スケールド・コンポジッツ・スペースシップワン

スペースシャトル時代

NASAは1968年にスペースシャトルの設計プロセスを開始し、有人フライバックブースターを使用して完全に再利用可能なスペースプレーンを作成するというビジョンを掲げました。このコンセプトは高価で複雑であることが判明したため、設計は再利用可能な固体ロケットブースターと使い捨ての外部燃料タンクに縮小されました。[ 37 ] [ 38 ]スペースシャトルコロンビアは27回の打ち上げと着陸を行い、28回目の着陸の試みですべての乗組員とともに失われました。チャレンジャーは9回の打ち上げと着陸を行い、10回目の打ち上げの試みですべての乗組員とともに失われました。ディスカバリーは39回の打ち上げと着陸を行い、アトランティスは33回の打ち上げと着陸を行い、エンデバーは25回の打ち上げと着陸を行いました。スペースシャトルの最後のミッションであるSTS -135は、国際宇宙ステーションISSに物資と機器を届けた後、2011年7月21日に地球に帰還しました。[ 39 ]

1986年、ロナルド・レーガン大統領は空気吸入式スクラムジェット機NASP/ X-30の開発を提唱した。このプロジェクトは技術的な問題で失敗し、1993年に中止された。[ 40 ]

1980年代後半、ソ連のエネルギアロケットの完全再使用型であるエネルギアIIが提案されました。ブースターとコアはそれぞれ別々に滑走路に着陸する能力を備えていました。[ 41 ]この構想は実現されず、最初の使い捨て型エネルギアでさえ1980年代後半にわずか2回しか飛行しませんでした。2回目の飛行では、再使用型宇宙船ブランが初めてかつ唯一の無人ミッションとして打ち上げられました。[ 42 ]

1990年代には、マクドネル・ダグラス・デルタ・クリッパーVTOL機（SSTO）の提案が試験段階に進みました。DC -Xプロトタイプは、迅速なターンアラウンドタイムと自動コンピュータ制御を実証しました。[ 43 ]

1990年代半ば、イギリスの研究チームはHOTOLの設計をスカイロン設計へと進化させ、このスカイロン設計はリアクション・エンジンズ社で2024年に同社が倒産するまで開発が続けられました。 [ 44 ] 2025年、欧州宇宙機関（ESA）はスカイロン社のSABREエンジン用に開発された技術を将来の飛行エンジン試験場イニシアチブINVICTUSで使用する計画を発表しました。[ 45 ]

1990年代後半から2000年代にかけて、欧州宇宙機関（ESA）はアリアネ5固体ロケットブースターの回収を研究した。[ 46 ]最後の回収の試みは2009年に行われた。[ 47 ]

1990年代にキスラー・エアロスペース（後にロケットプレーン・キスラー）とロータリー・ロケットという2つの商業ベンチャーが、再利用可能な民間開発ロケットの製造を試みたが、倒産した。 [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ] [ 51 ]

NASAはシャトル技術に代わる再利用可能なコンセプトを提案し、X-33とX-34プログラムで実証する予定だったが、コストの高騰と技術的問題により2000年代初頭に中止された。[ 52 ] [ 53 ] [ 54 ]

1996年に創設されたアンサリXプライズコンテストは、民間の再利用可能な弾道飛行体の開発を目的としていました。多くの民間企業が参加し、優勝したスケールド・コンポジッツ社は、 2004年に再利用可能なスペースシップワンで2週間の間に2度カーマンラインに到達しました。[ 55 ]この設計は後に宇宙観光機スペースシップツーへと発展し、複数回の弾道飛行を行いましたが、カーマンラインに到達することはありませんでした。[ 56 ]

1999年から2004年の間、ドイツのDLRは、ASTRA（宇宙輸送システム技術）計画の一環として、2つの再使用型打ち上げ機のコンセプトに取り組んでいました。液体燃料フライバックブースター（LFBB）は、アリアンロケットファミリー用の有翼水平着陸ブースターでした。 [ 57 ] [ 58 ]ホッパー宇宙船は、ロケットそりで打ち上げられるスペースプレーンでした。2004年、DLRはキルナの北欧航空宇宙試験場において、ホッパーの小型プロトタイプであるフェニックスRLVを用いた一連の落下試験を実施しました。[ 59 ] [ 60 ]

2001年、ロシアのフルニチェフ宇宙センターは、アンガラロケットファミリー用の再利用可能なフライバックブースター「バイカル」を提案した。 [ 61 ]この機体は飛行しなかった。[ 62 ]同様のコンセプトがその後ロスコスモスによって2018年に提案されたが、その後更新されなかった。[ 63 ]

2005年、NASAは商業軌道輸送サービス（COTS）プログラムを開始し、 ISSへの補給用無人貨物車両の開発で民間企業を支援した。[ 64 ]このプログラムは、ロケットプレーンキスラーの再利用可能なキスラーK-1コンセプトを一時的に復活させたが、民間資金の不足により中止された。[ 65 ] [ 66 ]しかし、NASAからCOTS資金を受け取った別の企業であるスペースXは、この支援を利用して事業を継続し、後に部分的に再利用可能となったファルコン9ロケットの開発に成功した。[ 67 ] [ 68 ]

2010年代

2018年のデモンストレーションミッション中に着陸するファルコン・ヘビーのサイドブースター
アデリーヌのコンセプト
長征9号と10号モデル
次世代ロケット（NGLV）ロケットファミリー
CNES、DLR、JAXAによるCALLISTOロケット実証機
朱雀3号の静的発射試験
ニューグレン2回目の飛行、2025年

2012年、SpaceXは実験機を用いた飛行試験プログラムを開始しました。これは後に、再使用型ロケット「ファルコン9」の開発につながりました。[ 69 ] SpaceXは2015年12月21日、オーブコム社製OG-2商用衛星11機を低軌道に打ち上げ、再使用型軌道ロケットの垂直軟着陸に初めて成功しました。[ 70 ]ファルコン9の第一段の最初の再利用は2017年3月30日に行われました。 [ 71 ]それ以来、SpaceXは第一段とフェアリングを定期的に回収・再利用しています。[ 72 ]

2015年、エアバス・ディフェンス・アンド・スペースは、アリアンロケットファミリー向けにアデリーヌ再使用エンジンポッドを提案した。 [ 73 ] 2018年、CNESはこのコンセプトは経済的に魅力的ではないと宣言し、それ以上の開発は行われなかった。[ 74 ]

2015年11月23日、ニューシェパードロケットは、垂直離陸・垂直着陸（VTVL）方式の準軌道ロケットとして初めて、カーマンライン（100キロメートルまたは62マイル）を通過して宇宙に到達し、高度329,839フィート（100,535メートル）に到達してから推進着陸を行った。[ 75 ] [ 76 ]

2016年11月、欧州宇宙機関（ESA）は、同機関のFLPPプログラムに基づき、再利用可能な第一段の開発を開始するため、スペインのPLD Space社を選定した。 [ 77 ]このプロジェクトは、 ESAによる審査を受けたPLD Space社がペイロード容量を増やすために機体を再設計した2018年に、ミウラ5として知られるようになった。[ 78 ] 2019年4月、PLD Space社はミウラ5第一段実証機の落下・回収試験に成功した。[ 79 ] [ 80 ]

2017年、ドイツ航空宇宙センター（DLR）は、有翼フライバックロケットブースターの実証を目的とした再使用飛行実験（ReFEx）の実施を開始しました。2024年時点では、2026年後半にオーストラリアのクーニバ試験場からブラジルのVSB-30探査ロケットに搭載して打ち上げられる予定でした。 [ 81 ]

2018年、中国は長征8号システムの再利用の可能性を研究していました。[ 82 ]これは後に中止されました。[ 83 ]しかし、再利用可能な打ち上げロケットを開発している複数の中国の民間企業は、2019年からさまざまな複雑さと成功を収めたVTVLテスト飛行を実施しています。 [ 84 ] [ 85 ] [ 86 ] [ 87 ]

2019年3月、ドイツ航空宇宙センター（DLR）は、再使用型ロケットの逆噴射技術の開発を目的としたEU資金提供プロジェクトRETALTの活動を開始しました。[ 88 ]

2019年、ロケット・ラボはエレクトロン打ち上げ機の第1段を回収して再利用する計画を発表し、パラシュートと空中回収を使用する予定であった。[ 89 ] 2020年11月20日、ロケット・ラボはエレクトロン第1段を軌道打ち上げから無事に帰還させ、太平洋に静かに着水させた。[ 90 ] 2020年11月から2024年1月の間に9基の第1段ブースターが回収されたが、ロケット・ラボが回収したブースターの特定の部品（ラザフォード・ロケットエンジンを含む[ 91 ] [ 92 ] ）を再利用した後、同社はブースター回収プログラムによる限界的な財務節約の減少を理由にエレクトロン第1段ブースターの再利用を断念し、より大型で部分的に再利用可能な中性子ロケットに注力することを決定した。[ 93 ]

2020年代

2020年時点で運用可能な再利用可能な軌道クラスの打ち上げシステムはファルコン9とファルコンヘビーのみで、後者はファルコン9をベースにしている。SpaceXは完全に再利用可能なスターシップ打ち上げシステムも開発していた。 [ 94 ]ブルーオリジンは再利用可能な第一段を備えた ニューグレン軌道ロケットを開発していた。

2020年10月、ロスコスモスは再利用可能な第一段を備えた新しいロケット「アムール」の開発契約を締結した。 [ 95 ]ロスコスモスは2024年に、このロケットが早くても2030年までに飛行すると予想し、2025年にプロトタイプの第一段の開発を開始する意向を発表した。[ 96 ] [ 97 ]

2020年12月、欧州宇宙機関（ESA）は、再利用可能な第一段のプロトタイプであるTHEMISの開発を開始する契約を締結しました。 [ 98 ] 2025年9月、THEMISの最初のプロトタイプがスウェーデンのエスレンジの発射場で完全に組み立てられました。[ 99 ] THEMISの開発とテスト、および小規模な実証機CALLISTO、[ 100 ] FROG-T、FROG-H [ 101 ]から得られた教訓は、将来の欧州の再利用可能なロケットMaia [ 102 ]とAriane Next [ 103 ]の開発に活用されます。[ 104 ] [ 105 ]

2022年1月、ドイツ航空宇宙センター（DLR）は、ロケットの再利用性に関する様々な技術を実証するための「高エネルギー大気圏飛行用ロケット段の先進技術（ATHEAt）」プログラムを開始しました。このプログラムの最初の弾道試験飛行は、2025年10月6日にノルウェーのアンドーヤ宇宙基地から成功裏に打ち上げられました。2回目の試験飛行は、異なるロケットブースターを使用し、2026年にスウェーデンのエスレンジ宇宙センターから打ち上げられる予定です。[ 106 ] [ 107 ] [ 108 ] [ 109 ]

2022年、中国は、同国の有人月探査計画に使用されることが期待されている新型ロケット「長征9号」と「長征10号」に再利用可能な第一段を搭載する計画を明らかにした。[ 110 ] [ 111 ] 2025年8月と9月、中国は長征10号の第一段の最初のホットファイアテストを実施した。これには、再利用に必要な第一段着陸操作に関連すると思われる再起動シーケンスが含まれていた。[ 112 ]

2023年10月、 ESAのFLPP資金支援を受けたスペインのPLD Space社[ 113 ]は、スペイン・ウエルバのエル・アレノシージョ試験センターから弾道ロケット「ミウラ1」の打ち上げに成功し、将来の再使用型ロケット「ミウラ5」の様々な技術を試験した。同社は、「ミウラ5」に必要な技術の最大70%を「ミウラ1」で試験できると主張している[ 114 ] [ 115 ]。

インド政府は2024年9月、新型の部分再使用型ロケットNGLVの開発計画を承認した。第一段にVTVLを搭載したこのロケットは、2033年頃に運用開始が予定されている。[ 116 ]

2024年11月、中国は長征12号ロケットを初公開した。 [ 117 ]その後継機となる長征12Aは、再利用可能な第一段を備えるように設計されている。[ 118 ] 2025年1月、長征12Aの第一段の前身となると思われるVTVL実証機「龍星2号」が、高高度弾道試験飛行に成功した。この試験の結果は公表されなかった。[ 119 ] [ 120 ] [ 121 ]長征12Aは2025年12月23日に初飛行を行った。ロケットは軌道到達に成功したが、着陸の試み中に第一段が破壊された。[ 122 ]

2025年、アリアンスペースは、アリアン6号の固体燃料使い捨てブースターを、アリアンスペースの子会社であるマイアスペースが開発中のマイアロケットから派生した液体燃料再使用ブースター（LRB）に置き換えることで、アリアン6号を部分的に再利用可能にすることを提案した。この提案の開発は、 ESAの欧州宇宙輸送ブースター（BEST!）イニシアチブによって資金提供された。 [ 123 ] [ 124 ]

2025年6月、日本のホンダは、グリッドフィンと着陸脚を備えた液体燃料実証ロケットで高度300メートルのVTVL飛行に成功しました。[ 125 ] [ 126 ]

2025年9月、欧州宇宙機関（ESA）は、イタリアのAvio社に再利用可能な上段実証機の開発開始の契約を授与した。[ 127 ] [ 128 ] [ 129 ] 2025年後半、ESAはイタリアのIngegneria Dei Sistemi（IDS）社にも再利用可能なロケット段回収容器の設計に関する関連契約を授与した。[ 130 ]一方、Avioは将来のVega Nextロケット用にメタロックスエンジンのFD1およびFD2ロケット実証機を開発しており、グリッドフィンなどの再利用性に関連する機能の搭載が検討されている。[ 131 ] [ 132 ] [ 133 ] [ 134 ] [ 135 ]

2025年10月20日、中国のLandSpace社は、部分的な再利用を目的とした新型ロケット「朱雀3号」の静止燃焼試験を実施した。ロケットの第一段には、グリッドフィン、空力支柱、着陸脚が装備されていた。[ 136 ] 10月後半には、垂直統合リハーサルが実施され、ペイロードがロケットのフェアリングに搭載された。 [ 137 ] [ 138 ]ロケットは2025年12月3日に打ち上げられ、軌道に到達したが、第一段は着陸の試み中に破壊された。[ 139 ] [ 140 ]

2025年11月13日、ブルーオリジンのニューグレンロケットは、 NASAの双子宇宙船ESCAPADEを火星に向けて2回目の飛行で打ち上げました。ロケットの第一段は大西洋の艀に着陸することに成功しました。[ 141 ] [ 142 ]これにより、ブルーオリジンはスペースXに次いで、軌道級ブースターを推進着陸で回収した2番目の企業となりました。 [ 143 ]

再使用型打ち上げロケットのリスト

既存

既存の再使用型打ち上げ機
# 車両 組織 再利用可能なコンポーネント 発売 回復した リフロー LEOへのペイロード最初の打ち上げ 状態
1 スペースシャトルアメリカ合衆国米航空宇宙局（NASA）オービター135 133 130 27,500キログラム 1981年4月12日 引退（2011年）
サイドブースター270 266 ? [あ]
2 アレス1世アメリカ合衆国米航空宇宙局（NASA）第一段階 1 1 0 25,400キログラム 2009年10月28日 引退（2010年）
3 ファルコン9アメリカ合衆国スペースX第一段階592 545 510 17,500 kg（再利用可能）[ 144 ] 22,800 kg（使用済み） 2010年6月4日 アクティブ
フェアリングハーフ >486 [ b ]>300 (ファルコン9およびヘビー) [ b ]
4 電子アメリカ合衆国ニュージーランドロケットラボ第一段階 63 9 0 325 kg（消費量） 2017年5月25日 稼働中、再飛行はキャンセル[ 93 ]
5 ファルコン・ヘビーアメリカ合衆国スペースXサイドブースター 22 18 14 約33,000 kg（すべてのコアが再利用可能）63,800 kg（使用済み） 2018年2月7日 アクティブ
センターコア 11 0 [ c ]0
フェアリングハーフ >18 [ b ]>300 (ファルコン9およびヘビー) [ b ]
6 スターシップアメリカ合衆国スペースX第一段階11 3 2 15,000 kg (ブロック 1) 35,000 kg (ブロック 2)

100,000 kg（ブロック3）

20万kg（ブロック4）

2023年4月20日 アクティブ
第二段階11 0 0
7 バルカンケンタウロスアメリカ合衆国ユナイテッド・ローンチ・アライアンス第一段エンジンモジュール 2 0 0 27,200キログラム 2024年1月8日 活動中、回復計画中
8 ニューグレンアメリカ合衆国ブルーオリジン第一段階 2 1 0 45,000キログラム 2025年1月16日 アクティブ
9 朱雀-3中国ランドスペース第一段階 1 0 0 18,300 kg（再利用可能）21,300 kg（使用済み） 2025年12月3日 アクティブ、回復を試みる
10 長征12A中国夏第一ステージ 1 0 0 9,000 kg（再利用可能）12,000 kg（使用済み） 2025年12月23日 アクティブ、回復を試みる

計画済み

計画されている再使用型打ち上げロケット
車両 組織 再利用可能なコンポーネント LEOへのペイロード予定されている打ち上げ
天龍3号中国宇宙のパイオニア第一段階 17,000キログラム 2026
キネティカ-2中国CASスペース第一段階 12,000キログラム 2026
パラス1号中国銀河エネルギー第一段階 5,000キログラム 2026
星雲1中国ディープブルーエアロスペース第一段階 2,000キログラム 2026
シロナガスクジラ1韓国ペリジー・エアロスペース第一段階 170キロ 2026
中性子アメリカ合衆国ニュージーランドロケットラボ第一段階（フェアリングを含む） 13,000 kg（再利用可能）15,000 kg（使用済み） 2026
ノヴァアメリカ合衆国ストークスペース完全に再利用可能 3,000 kg（再利用可能）5,000 kg（第2段階使用済み）7,000 kg（完全使用済み） 2026
双曲線-3中国I空間第一段階 8,300 kg（再利用可能）13,400 kg（使用済み） 2026
星雲2中国ディープブルーエアロスペース第一段階 2万キログラム 2026
グラビティ2中国オリエンスペース第一段階 17,400 kg（再利用可能）21,500 kg（使用済み） 2026
テランRアメリカ合衆国相対性空間第一段階 23,500 kg（再利用可能）33,500 kg（使用済み） 2026
三浦5スペイン欧州連合PLDスペース第一段階 900キロ 2026
マイアフランス欧州連合マイアスペース第一ステージ 500 kg（再使用）1,500 kg（使用済み）2,500 kg（第3段および使用済み） 2026
天龍-3H中国宇宙のパイオニアサイドブースター 68,000 kg（消費量） 2026
センターコア
グラビティ3中国オリエンスペース第一ステージ、フェアリング 30,600キログラム 2027
長征10A中国カルト第一ステージ 14,000 kg（再利用可能）18,000 kg（使用済み） 2027
アムール川ロシアロスコスモス第一段階 10,500キログラム 2030
NGLVインドインド宇宙研究機関第一段階 14,000キログラム 2033
長征9中国カルト第一ステージ 10万キログラム 2033
第2ステージ
アリアン・ネクストフランス欧州連合アリアンスペース第一ステージ 未定 2030年代
ベガネクストイタリア欧州連合アビオ未定 未定 2030年代

再利用可能な宇宙船のリスト

再利用可能な宇宙船
宇宙船 組織 打ち上げロケット 発売 回復した リフロー 打ち上げ質量 最初の打ち上げ 状態
スペースシャトルオービターアメリカ合衆国米航空宇宙局（NASA）スペースシャトル135 133 130 11万キログラム 1981年4月12日 引退（2011年）
ブランソビエト連邦NPO法人エネルギアエネルギア1 1 0 92,000キログラム 1988年11月15日 引退（1988年）
X-37アメリカ合衆国ボーイングアトラスV、ファルコン 9、ファルコンヘビー7 7 5 5,000キログラム 2010年4月22日 アクティブ
ドラゴンアメリカ合衆国スペースXファルコン9 51 49 30 12,519キログラム 2010年12月8日 アクティブ
オリオンアメリカ合衆国米航空宇宙局（NASA）スペース・ローンチ・システム2 2 0 10,400 kg（サービスモジュールと緊急脱出システムを除く） 2014年12月5日 稼働中、再飛行予定
スターライナーアメリカ合衆国ボーイングアトラスV 3 3 1 13,000キログラム 2019年12月20日 アクティブ
中国の再利用可能な実験宇宙船中国CASC長征2F3 2 未知 未知 2020年9月4日 アクティブ、再利用性は不明
ドリームチェイサーアメリカ合衆国シエラスペースバルカンケンタウロス0 0 0 9,000キログラム 2026 計画済み
スペースライダー欧州連合ESAベガC0 0 0 4,900キログラム 2027 計画済み
孟州中国キャスト長征10A0 0 0 14,000キログラム 2027 計画済み

再利用可能な弾道宇宙船のリスト

2024年12月1日現在。
再利用可能な弾道宇宙船
# 車両 会社 宇宙への最初の打ち上げ 宇宙への打ち上げ[ d ]宇宙から回収された[ e ]宇宙へ再飛行[ f ]
1 ニューシェパードアメリカ合衆国ブルーオリジン2015 27 26 22
完全に再利用可能。2024年12月時点で運用中。宇宙への打ち上げ（成功）は27回で、うち3回は高度80km（米国空軍/NASAの宇宙飛行制限）以上100km（国際的な宇宙飛行制限）未満、24回は高度100km以上への打ち上げでした。
2 SpaceShipTwo ( VSS Unity ) アメリカ合衆国ヴァージン・ギャラクティック2018 12 12 11
完全に再利用可能。2024年に退役。高度は80km以上（米国空軍/NASAの宇宙飛行制限）までしか飛行できず、100km以上（国際的な宇宙飛行制限）までは飛行できない。
3 スペースシップワンアメリカ合衆国モハベ・エアロスペース・ベンチャーズ/スケールド・コンポジッツ2004 3 3 2
完全に再利用可能。2004年に退役。宇宙への3回の打ち上げ（成功）はすべて高度100km超（宇宙の国際的制限）への打ち上げであった。
4 ノースアメリカンX-15アメリカ合衆国ノースアメリカン航空/アメリカ空軍/ NASA1962 13 12 11
完全に再利用可能。1968年に退役。宇宙への打ち上げ（成功）は13回で、うち2回は高度100km以上（宇宙の国際制限）で、11回は高度80km以上（宇宙の米国空軍/NASA制限）100km未満であった。

注記

  1. ^再利用されたSRBの正確な数を把握することは不可能である。これは、ブースターが回収の最後に部品ごとに分解され、完全な部品セットとして保管されなかったためである。
  2. ^ a b c d 2024年1月12日現在。同社の全社員会議でのプレゼンテーションスライドには、ファルコン9とヘビーロケットのフェアリングの半分が「300回以上」回収され、再飛行されたと記載されていた。[ 145 ]
  3. ^アラブサット6Aに使用された中央ブースターは着陸したが回収されなかった。
  4. ^成功した打ち上げのみカウント
  5. ^成功した回復のみカウント
  6. ^成功した打ち上げのみカウント

参照

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参考文献

ウィキメディア・コモンズには、再使用可能打ち上げシステムに関連するメディアがあります。
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