セカンダリペイロード
KickSat Sprites は、 SpaceX CRS-3の二次ペイロードでした。

二次ペイロードはライドシェアペイロードとも呼ばれ、[ 1 ]打ち上げロケットで軌道に輸送される小型のペイロード であり、その費用の大部分は、主要な打ち上げの契約を締結し費用を負担する主体によって支払われ、打ち上げ日時と軌道軌道も決定されます。 [ 2 ] [ 3 ]その結果、二次ペイロードは通常、契約が締結され、ペイロードが打ち上げロケットへの統合のために打ち上げロケットサプライヤーに引き渡された後は制御を失うというトレードオフを受け入れることで、軌道への輸送サービスの価格を大幅に引き下げることができます。これらのトレードオフには通常、打ち上げ日時や最終的な軌道パラメータをほとんどまたは全く制御できないこと、または、打ち上げ前の地上処理中にペイロードの故障が発生した場合に、打ち上げを中止してペイロードを取り外す能力が含まれ、これは通常、主要なペイロードが打ち上げサービスプロバイダーとの契約を通じてこれらの打ち上げ所有権のすべてを購入するためです。

市場

もともとは米国政府中心の政府所有の打ち上げオプションであり、政府機関が選択した割り当て方法によって二次ペイロードスロットが与えられることが多かったが、時間の経過とともに、二次ペイロードの機会を通じて宇宙へのアクセスコストが低いことを利用する市場全体が出現した。 [ 4 ]

近年、衛星打ち上げ産業における小型衛星分野は急速に成長している。特に1～50kg級の開発活動が活発である。1～50kg級に限ってみると、2000年から2005年にかけては年間15機未満、2006年には34機、2007年から2011年にかけては年間30機未満にとどまっていた。しかし、2012年には34機、2013年には92機に増加した。[ 4 ] 2023年には2,304機の小型衛星が打ち上げられ、2022年から18%の増加となる。

ユナイテッド・ローンチ・アライアンス

二次打ち上げサービスの提供内容は、打ち上げプロバイダーによって異なります。米国の商業打ち上げ会社であるユナイテッド・ローンチ・アライアンス（ULA）は、商業的に二次ペイロードへのアクセスを事実上提供していません。ただし、米軍はULAのアトラスVおよびデルタIVの打ち上げ機にいくつかの二次ペイロードスロットを提供しており、それらは政府の打ち上げスロット割り当てプロセスによって管理されています。

ロケットラボ

ロケットラボは、既存のエレクトロンロケットにライドシェア機能を提供しています。キックステージの再点火能力により、ロケットは様々な軌道を交互に周回し、様々なペイロードを展開することができます。[ 5 ]

Photonは、Rocket Labが設計した衛星バスで、Kick Stageの大幅な改良版です。低軌道（LEO）、中軌道（MEO）、静止軌道（GEO）、月、惑星など、複数の衛星を打ち上げることができます。[ 6 ]

スペースX

スペースXは2011年からファルコン9ロケットによる二次ペイロードの打ち上げを有料化し、低地球軌道（LEO）への二次ペイロードの打ち上げ価格は20万～32万5000米ドルとした。 [ 7 ] 2014年3月時点で、スペースXは一部の二次ペイロードの打ち上げは継続するが、「二次ペイロード市場にはまだ十分な資金がない」ため、打ち上げ数は多くないと表明していた。[ 8 ]

2019年8月初旬、SpaceXは、2018年以降大型衛星市場が縮小していた際に、小型衛星を軌道に乗せるための相乗りプログラムを発表した。SpaceXは以前にも専用の二次ペイロードミッションを運航していたが、このプログラムでは顧客がSpaceXから直接ポートを購入するものとなる。当初SpaceXは、顧客が打ち上げの少なくとも12か月前に契約した場合、最大150 kg（330ポンド）の二次ペイロードを太陽同期軌道に225万ドルで打ち上げると提案していた。6か月から12か月の間であれば、価格は300万ドルに値上げされる。SpaceXは、顧客が12か月前に契約した場合、最大300 kg（660ポンド）の二次ペイロードについて、基本価格を450万ドル、6か月前に契約した場合は600万ドルを提示した。フライトは、2020年11月からヴァンデンバーグ空軍基地のSLC-4Eからファルコン9ロケットで打ち上げられる予定であった。[ 9 ] [ 10 ]

しかし、8月初旬の発表への反応を受けて、同月後半にSpaceXは計画を改訂し、最大200kg（440ポンド）のペイロードを100万ドルで提供するように価格を引き下げました。さらにSpaceXは、当初2020年3月から開始予定だったさらなる打ち上げ機会を発表しました。これには、Starlinkミッションの二次ペイロードなどが含まれます。[ 11 ]このプログラムの初飛行は2020年6月13日に行われ、Starlink 8はPlanet Labs製の3機のSkySatを搭載して打ち上げられました。[ 12 ] [ 13 ]

顧客は、直径15インチ（38 cm）または24インチ（61 cm）のESPAポートを選択できます。専用のライドシェアミッションでは、直径15インチと24インチのリングにそれぞれ6つまたは4つのポートが設けられます。Starlinkの打ち上げでは、二次ペイロードはStarlinkスタックの最上部に搭載されます。これらの打ち上げの機械インターフェースには、直径15インチのESPAポートが2つ、または直径24インチのESPAポートが1つあります。[ 14 ] [ 15 ]これらのミッションのために、SpaceXは通常の60基の衛星構成からいくつかの衛星を削除しました。[ 16 ] SpaceXは、顧客の要望に応じてカスタム構成も提供しています。[ 14 ] [ 15 ]

アリアンスペース

ベガ

アリアンスペースは、 2023年9月に53機の衛星を太陽同期軌道に打ち上げたVV16で、ベガロケットによる初の専用ライドシェアミッションを開始した。 [ 17 ]この飛行は小型宇宙船ミッションサービスの一環であった。[ 18 ]

アリアン6号

2019年8月、アリアンスペースは、静止軌道への直接投入を必要とする小型衛星の増加に対応し、ライドシェア・ミッションを発表しました。顧客は打ち上げの6～12か月前までフライトを購入できるようになります。ペイロードを静止軌道に直接投入することで、顧客は静止トランスファー軌道に投入された後、宇宙船の軌道を上げる必要がなくなります。ペイロードは打ち上げから6時間後に展開されます。最初の打ち上げは「GO-1」と呼ばれ、2022年第1四半期または第2四半期にアリアン6ロケット（64型機構成）で打ち上げられる予定です。打ち上げはギアナ宇宙センターから行われます。同様のフライトは毎年行われる可能性があります。[ 19 ]従来のライドシェア・ミッションとは異なり、顧客は主要ペイロードの打ち上げ準備が整うのを待つ必要はなく、ペイロード容量が満たされるまで待つ必要があります。[ 20 ]

他の

ロシアのプロトンロケットの打ち上げを販売する米国企業、インターナショナル・ローンチ・サービス（ILS）は、小型衛星やキューブサットの商用二次ペイロードを打ち上げておらず、今後も打ち上げる予定はない。[ 21 ]米国のボーイング社とロシアのRSCエネルギア（RSCE）社（現在はRSCEが過半数を所有）の米国コンソーシアムであるシー・ローンチも、現在商用二次ペイロードを打ち上げていない。[ 21 ]

標準化されたペイロードインターフェースの提供

エスパ

EELVセカンダリペイロードアダプター（ESPA）は、元々は米国国防総省のアトラスVおよびデルタIVを使用する宇宙ミッションでセカンダリペイロードを打ち上げるために設計された段間アダプターリングです。2000年代に初めて使用されたESPAの目的は、主要顧客の打ち上げコストを削減し、主要ミッションへの影響を最小限に抑えながら、セカンダリ、さらには三次ミッションを可能にすることでした。[ 2 ] ESPAリングの設計は事実上の標準 となり、現在では当初の意図やロケットよりもはるかに広く使用されています。

ESPAは、最大6,800キログラム（15,000ポンド）の主ペイロードと、それぞれ180キログラム（400ポンド）以下の副ペイロードを最大6個搭載できるように設計されている。各副ペイロードは、直径38センチメートル（15インチ）のポートに放射状に搭載され、61センチメートル（24インチ）×71センチメートル（28インチ）×97センチメートル（38インチ）の容積が割り当てられている。[ 3 ]

2011年までに、SpaceXは標準のESPAリングインターフェースを使用して、Falcon 9ロケットで二次ペイロードを打ち上げる契約を結んでいました。[ 7 ]

宇宙太陽光発電システム

ESPAグランデリングの商用派生型が開発中です。スペースフライト・セカンダリー・ペイロード・システム（SSPS）と名付けられたこのシステムは、アンドリュース・スペース社がスペースフライト・サービス社との契約に基づき開発・製造しています。直径61cm（24インチ）のポートが5つあり、それぞれ最大300kg（660ポンド）のペイロードを搭載できます。「SSPSは、フライトコンピュータ、電力システム、軌道決定機能、ペイロード電源スイッチングを備えたスタンドアロンの宇宙船と非常によく似た動作をします。」[ 22 ]

参考文献

  1. ^ 「新興企業が宇宙まで衛星を『相乗り』可能に」マザーボード、 2015年3月16日。 2016年5月12日閲覧。
  2. ^ a bビル・ペリー（2012年7月）「ESPA：二次ペイロードのための安価な宇宙旅行」ミルサットマガジン。 2014年3月22日閲覧。
  3. ^ a b進化型使い捨て打ち上げロケット二次ペイロードアダプター(PDF) (レポート). 第15回USU小型衛星会議. 2001年8月28日. 2025年3月15日閲覧。
  4. ^ a b 2014 Nano/Microsatellite Market Assessment (PDF) (Report). annual market assessment series. Atlanta, Georgia: SEI. January 2014. p. 18. 2014年2月22日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2014年3月22日閲覧。
  5. ^ 「Launch With Us」 . Rocket Lab . 2022年1月9日閲覧。
  6. ^ "Photon" . Rocket Lab . 2022年12月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年1月9日閲覧。
  7. ^ a b Foust, Jeff (2011年8月22日). 「小型衛星打ち上げの新たな機会」 . The Space Review . 2014年3月22日閲覧. SpaceXは…これらの二次ペイロードの打ち上げ価格を策定した…P-PODのコストは、LEOミッションでは20万ドルから32万5千ドル、静止トランスファー軌道（GTO）ミッションでは35万ドルから57万5千ドルとなる。最大180キログラムのESPAクラスの衛星は、LEOミッションで400万ドルから500万ドル、GTOミッションで700万ドルから900万ドルになると彼は述べた。
  8. ^グウィン・ショットウェル (2014年3月21日).放送2212：特別版、グウィン・ショットウェルへのインタビュー（音声ファイル）. ザ・スペース・ショー. イベントは32:15～32:35に発生します。2212.オリジナル(mp3)から2014年3月22日にアーカイブ。 2014年3月22日閲覧。[Q: 二次ペイロードはたくさん開発していますか？] 多くはありません。いくつか開発しています。二次ペイロード市場にはまだそれほど多くの資金は集まっていません。
  9. ^ Berger, Eric (2019年8月5日). 「SpaceX、超低価格で小型衛星打ち上げ市場に参入」 . Arstechnica . 2020年7月19日閲覧。
  10. ^ Foust, Jeff (2019年8月5日). 「ArianespaceとSpaceX、新たな専用ライドシェアサービスを提供」 . Spacenews . 2020年7月24日閲覧。
  11. ^ Foust, Jeff (2019年8月29日). 「SpaceX、小型衛星ライドシェアプログラムを刷新」 . SpaceNews . 2020年7月24日閲覧。
  12. ^ 「Planet LabsのSkySatsがSpaceXのStarlink打ち上げに相乗り」 NASASpaceFlight.com 2020年5月13日. 2020年5月13日閲覧。
  13. ^ @SpaceX (2020年6月12日). 「6月13日土曜日午前5時21分（米国東部夏時間）に、Starlink衛星58基と@planetlabs宇宙船3機の打ち上げを予定。SpaceX SmallSat Rideshareプログラム初の打ち上げとなる」（ツイート） 。 2020年6月26日閲覧– Twitter経由。
  14. ^ a b「SpaceX - Rideshare」 . SpaceX . 2020年7月25日閲覧。
  15. ^ a b「ライドシェアペイロードユーザーガイド」（PDF） . 2020年6月16日.
  16. ^ Gray, Tyler (2020年6月12日). 「SpaceX、Planet Labsと共同で初のStarlinkライドシェアミッションを開始」 NASASpaceFlight.com . 2020年7月26日閲覧。
  17. ^欧州宇宙機関 (2020年9月3日). 「ベガロケットVV16便が打ち上げられ、53基の衛星が展開される [動画]」 . SciTechDaily . 2024年2月20日閲覧。
  18. ^ 「ベガの飛行再開ミッション、再び中止」 NASASpaceFlight.com 2020年6月28日2020年7月29日閲覧。
  19. ^ Foust, Jeff (2019年8月5日). 「ArianespaceとSpaceXが新たな専用ライドシェアサービスを提供」 . SpaceNews .
  20. ^ 「アリアンスペースの『GO-1』ミッションは、小型衛星に静止軌道への直接飛行を提供する」アリアンスペース。 2020年7月27日閲覧。
  21. ^ a b Foust, Jeff (2014年3月24日). 「再利用性と打ち上げ業界が直面するその他の課題」 . The Space Review . 2014年. 2014年4月1日閲覧.
  22. ^ Spaceflight Secondary Payload Systemアーカイブ2012-07-07 at archive.today、2012-05-10 取得。
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