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| 宇宙飛行 |
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宇宙港(spaceport)または宇宙基地(cosmodrome)とは、船舶の港湾や航空機の空港に例えられる、宇宙船の打ち上げまたは受入れのための施設です。宇宙港という言葉、そして特に宇宙基地という言葉は、伝統的に地球周回軌道または惑星間軌道上に宇宙船を打ち上げることができる施設を指してきました。 [ 1 ]しかし、弾道宇宙飛行用のロケット発射場も宇宙港と呼ばれることがあります。特に、弾道商業宇宙飛行のための新規施設や計画中の施設は「宇宙港」と呼ばれることが多いためです。宇宙ステーションや将来計画されている月面基地も、特に将来の惑星間旅行の拠点として構想されている場合は、宇宙港と呼ばれることがあります。[ 2 ]
宇宙港は、従来の政府運営の複合施設から、多機能な航空宇宙ハブへと進化しており、SpaceX、Blue Origin、Virgin Galacticなどの民間企業による推進が進んでいます。顕著な例は、テキサス州ボカチカにあるSpaceXが運営する民間宇宙港のStarbaseです。Starbaseは、月や火星、さらにその先へのミッション用に設計された完全に再利用可能な宇宙船であるStarshipの主要な開発および打ち上げ拠点として機能しています。施設にはロケット製造、打ち上げ、着陸インフラが含まれており、2025年5月にテキサス州で正式に自治体として法人化されました。宇宙港が独立した都市になったのはこれが初めてです。Starbaseは現在、宇宙港であると同時に、主にSpaceXの運営をサポートする小さな住宅および産業コミュニティでもあります。
ロケット発射場という用語は、より広義にはロケットを打ち上げる施設全般を指します。このような施設には通常、1つ以上の発射台が含まれ、多くの場合、ロケット射場またはミサイル射場と呼ばれる安全緩衝地帯に囲まれています。安全緩衝地帯には、ロケットが飛行し、部品が着陸する可能性のある領域が含まれます。これらの施設には、打ち上げの進捗状況を監視するための追跡ステーションが設置されることもあります。[ 3 ]
主要な宇宙港には、異なる種類の打ち上げ機に対応する複数の発射施設が備えられていることがよくあります。液体燃料を使用するロケットの場合、保管施設や場合によっては製造施設も必要ですが、固体燃料の場合は、多くの場合、現地での処理が含まれます。一部の宇宙港には、水平離着陸(HTHL)または水平離着陸垂直着陸(HTVL)機をサポートするための滑走路も備えられています。
2025年1月、SpaceX、Blue Origin、Virgin Galacticといった企業による打ち上げ数の増加により、米国のロケット打ち上げ場で交通渋滞が報告されました。現在、米国のロケット打ち上げの大部分はフロリダ州とカリフォルニア州の3つの打ち上げ場で行われています。[ 4 ]

宇宙に到達した最初のロケットは、第二次世界大戦中の1944年にドイツのペーネミュンデから打ち上げられたV-2ロケットでした。[ 5 ]戦後、完成した70機のV-2ロケットが試験打ち上げのためにホワイトサンズに運ばれ、そのうち47機が高度100kmから213kmに到達しました。[ 6 ]
世界初の軌道上および有人打ち上げ用の宇宙基地であるカザフスタン南部のバイコヌール宇宙基地は、1955年にソ連軍のロケット発射場として開設された。1957年10月に初の軌道飛行(スプートニク1号)を達成した。当初、この宇宙基地の正確な位置は秘密とされていた。その位置を推測した人々は、320km離れた鉱山の町と共通する名前によって誤った方向に導かれた。ソ連外でその位置が知られるようになったのは、U-2戦闘機がカザフスタン共和国の鉄道線路をたどってこの場所を特定した1957年のことだったが、ソ連当局は数十年にわたってその場所を公式に認めなかった。[ 7 ]
バイコヌール宇宙基地は、1961年にユーリ・ガガーリンによる人類初の宇宙飛行に成功しました。使用された発射施設であるサイト1は特別な象徴的な意味を持ち、「ガガーリンのスタート」と呼ばれています。バイコヌールはソビエト連邦の主要な宇宙基地であり、現在でもカザフスタンとの貸借契約に基づきロシアによって頻繁に使用されています。
ソ連の初期の成功に応えて、アメリカ合衆国はフロリダ州ケープカナベラルに大規模な宇宙港施設を建設した。ケープカナベラル宇宙軍基地では、初期の有人飛行だけでなく、多数の無人飛行も実施された。アポロ計画のために、隣接する宇宙港であるケネディ宇宙センターが建設され、1969年7月に月面への初の有人ミッション(アポロ11号)が達成された。ここは、すべてのスペースシャトルの打ち上げと、その滑走路着陸の大部分の拠点となった。2つの宇宙港の発射施設の詳細については、ケープカナベラルとメリット島の発射場一覧を参照のこと。
フランス領ギアナのクールーにあるギアナ宇宙センターはフランスの宇宙港であり、赤道から北に 5 度という立地を活かして衛星の打ち上げが行われています。
2003 年 10 月、酒泉衛星発射センターは中国初の有人宇宙飛行を達成しました。
2004年6月、カリフォルニア州モハベ空港の滑走路において、民間資金による弾道宇宙飛行という伝統を破り、初めて有人宇宙船が打ち上げられました。この飛行は、将来の商業宇宙飛行への道を開くことを目的としていました。宇宙船「スペースシップワン」は、水平離陸する輸送機によって打ち上げられました。
ケープカナベラルでは、スペースXが2015年に垂直衛星打ち上げに使用された第1段の着陸と回収に初めて成功した。[ 8 ]
ロケットは、地球の自転速度(赤道上では465 m/s)を最大限に活用するため、赤道付近の東方向から打ち上げられると、衛星軌道に最も容易に到達できます。また、このような打ち上げは、静止軌道への到達にも最適な方向を提供します。ただし、極軌道とモルニヤ軌道にはこの限りではありません。
原則として、高高度打ち上げの利点は、垂直方向の移動距離が短く、ロケットが侵入しやすい大気が薄いことです。しかし、打ち上げに必要なデルタVの大部分は、必要な水平軌道速度を達成するために費やされるため、打ち上げ場所の高度は宇宙港の配置を決定する重要な要素ではありません。数キロメートルの高度上昇によるわずかな利益は、通常、山岳地帯における地上輸送の物流コストを相殺するものではありません。
多くの宇宙港は、大陸間弾道ミサイル射場などの既存の軍事施設に設置されているが、これらは必ずしも物理的に発射に理想的な場所ではない。
ロケット発射場は、騒音公害やその他の望ましくない産業活動によって住民に迷惑をかけないように、また、ロケットが壊滅的な故障を起こした場合に傍観者へのリスクを軽減するために、主要な人口密集地から可能な限り離れた場所に建設されます。多くの場合、発射場は主要な水域の近くに建設されます。これは、ロケットの設置や飛行中の故障によって部品が人口密集地に落下しないようにするためです。通常、宇宙港は十分な広さがあり、ロケットが爆発しても人命や隣接する発射台に危険を及ぼさないようになっています。[ 9 ]
弾道観光宇宙飛行のための宇宙港の計画地は、滑走路を含む既存の地上インフラを利用することが多い。高度100km(62マイル)からの景観も考慮すべき要素である。
宇宙観光産業(民間宇宙飛行会社の一覧を参照)は、世界中の数多くの場所にある宇宙港のターゲットになっています。例:ニューメキシコ州のスペースポート・アメリカ。
観光旅行のための宇宙港の設置は法的問題を引き起こしますが、その解決はようやく始まったばかりです。例えばバージニア州では、乗客に警告が表示されている限り、宇宙飛行会社は宇宙飛行中のいかなる事故についても責任を負いません。[ 10 ] [ 11 ]
以下は、有人宇宙船(高度100km(62マイル)以上)への打ち上げ実績のある垂直ロケット用宇宙港および発射施設の一覧です。並び順は、最初の有人打ち上げの時期順です。
| 宇宙港 | 発射施設 | ランチャー | 宇宙船 | フライト | 年 |
|---|---|---|---|---|---|
| サイト1 | ボストーク | ボストーク1~6 | 6軌道 | 1961–1963 | |
| サイト1 | ヴォスホード | ヴォスホート1~2 | 2軌道 | 1964~1965年 | |
| サイト1、31 | ソユーズ、ソユーズU | ソユーズ1~40号 † | 37軌道 | 1967–1981 | |
| サイト1、31 | ソユーズ | ソユーズ18a | サブオーブ1個 | 1975 | |
| サイト1、31 | ソユーズU、ソユーズU2 | ソユーズT2~ 15号 | 14軌道 | 1980~1986年 | |
| サイト1 | ソユーズU、ソユーズU2 | ソユーズTM2~ 34号 | 33軌道 | 1987–2002 | |
| サイト1 | ソユーズFG | ソユーズTMA1~ 22 | 22軌道 | 2002~2011年 | |
| サイト1、31 | ソユーズFG | ソユーズTMA-M 1~20 | 20軌道 | 2010~2016年 | |
| サイト1、31 | ソユーズFG | ソユーズMS 1~9、11~13、15 | 13軌道 | 2016~2019年 | |
| サイト1、31 | ソユーズ2号 | ソユーズMS 16~22、24 | 8軌道 | 2020年~ | |
| LC-5 | レッドストーン | 水星3~4 | 2つのサブオーブ | 1961 | |
| LC-14 | アトラス | 水星6~9 | 4軌道 | 1962~1963年 | |
| LC-19 | タイタンII | ふたご座3~12 | 10軌道 | 1965~1966年 | |
| LC-34 | 土星IB | アポロ7号 | 1軌道 | 1968 | |
| LC-41 | アトラスV | ボーイング スターライナー | 1軌道 | 2024年以降 | |
| LC-40 | ファルコン9 | クルードラゴン | 1軌道 | 2024年以降 | |
| LC-39 | サターンV | アポロ8~17号 | 10ルン/オーブ | 1968~1972年 | |
| 土星IB | スカイラブ2~4号、アポロ・ソユーズ | 4軌道 | 1973–1975 | ||
| スペースシャトル | STS 1-135‡ | 134軌道 | 1981~2011年 | ||
| ファルコン9 | クルードラゴン | 11軌道 | 2020年~ | ||
| エリア4 | 長征2F | 神州5–7, 9–17 | 12軌道 | 2003年~ | |
| 発射場1 | ニューシェパード | ニューシェパード | 6サブオーブ | 2021年~ |
以下は、軌道投入に成功した実績のある宇宙港の表です。表は、衛星軌道投入に成功した最初の打ち上げの時刻順に並べられています。最初の列は地理的位置を示しています。他の国からの運用は4番目の列に示されています。ペイロードが複数の衛星で構成される場合も、打ち上げは1回としてカウントされます。
以下の表は、水平滑走路から高度100km以上への有人打ち上げが記録されている宇宙港を示しています。すべての飛行は弾道飛行でした。
| 宇宙港 | 空母機 | 宇宙船 | 100km以上の飛行 | 年 |
|---|---|---|---|---|
| B-52 | X-15 | 2 | 1963 | |
| ホワイトナイト | スペースシップワン | 3 | 2004 |
宇宙港は、月、火星、地球を周回する軌道、太陽地球間および地球月間のラグランジュ点、および太陽系の他の場所に建設が提案されている。例えば、月や火星にある有人拠点は、定義上、宇宙港となる。[ 33 ]国際宇宙大学の2012年宇宙研究プログラムは、チームプロジェクト「宇宙のための運用およびサービスインフラストラクチャ (OASIS)」の一環として、地球から始まり段階的に外側に拡大していく太陽系全体の宇宙港ネットワークの経済的利益を研究した。[ 34 ]その分析によると、最初の段階では、宇宙タグサービスを備えた「ノード1」宇宙港を低地球軌道(LEO) に配置することで商業的に利益が得られ、静止軌道への輸送コストを最大44% (打ち上げ機による) 削減できるという。第2段階では、月面にノード2宇宙港を増設し、月面氷採掘やロケット推進剤のノード1への配送などのサービスを提供する。これにより月面活動が可能になり、地球近傍空間内外の輸送コストがさらに削減される。第3段階では、火星の衛星フォボスにノード3宇宙港を増設し、火星表面着陸、火星外ミッション、地球への帰還の前に燃料補給と補給を可能にする。推進剤の採掘と燃料補給に加えて、宇宙港ネットワークは電力貯蔵と配電、宇宙船の宇宙での組み立てと修理、通信中継、シェルター、インフラの建設とリース、将来の使用に向けた宇宙船の配置維持、物流などのサービスを提供することができる。[ 35 ]
宇宙打ち上げ施設は植民地開発であり、環境を破壊したり汚染したりすることで周辺に影響を与えており、[ 36 ] [ 37 ]危険な浄化状況を生み出している。[ 38 ]