ドイツの航空宇宙企業MTエアロスペースは、欧州宇宙機関（ESA）の支援を受け、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）製の小型ロケット燃料タンクの独自の設計を開発しました。このタンクは、金属ライナーを使用せずに、液体水素と液体酸素を漏れなく貯蔵できます。
金属を使用しないことで、この新型燃料タンクは大幅に軽量化されました。ESAによると、組み立てに必要な部品数も少なく、他の燃料タンク設計に比べて迅速かつ低コストです。より重い物体を軌道上やそれより遠くまで打ち上げるには、より多くの燃料が必要となるため、宇宙船の重量を軽減する方法はどれも有益です。
「これは大きな前進です。非常に特殊な炭素複合材と加工方法を発見しました。これにより、金属では実現できないロケット上段の新たな構造と機能の組み合わせを検討することが可能になります」と、ESAの将来型ロケット準備プログラムのプロジェクトマネージャー、ケイト・アンダーヒル氏はESAのニュースリリースで述べた。
ロケットの上段は高高度および宇宙空間での推進力として重要であり、ESAの宇宙輸送部門責任者であるダニエル・ノイエンシュヴァンダー氏によると、上段をアルミニウムから炭素複合材に変更することで積載量を2トン増やすことができるという。
新たな炭素繊維強化プラスチック（CFRP）設計は、極低温ストレステストにかけられ、-253℃（華氏-423.4度）まで冷却された推進剤をタンクに保持した際の性能を確認した。アンダーヒル氏は、「金属は気密性に優れています。同じ特性を炭素複合材で再現するには、黒色炭素繊維と特殊樹脂を複雑に織り合わせる必要がありました。この素材は、複数の個別テストにおいて極低温、圧力サイクル、そして反応性物質への耐性を示しました」と述べた。
最終的に、この革新的な設計の試験データは、ESAのアリアン6ロケット用上段ロケット「フィーバス」の最終設計に反映される予定です。フィーバスには、幅約3.6メートルの炭素繊維強化プラスチック製の水素タンクと酸素タンクが搭載され、この素材はタンクと上段ロケットの外層との接合部にも使用されます。ESAによると、フィーバスは2023年に極低温流体を用いた試験が行われる予定です。
宇宙船に非伝統的な素材を試しているのは、このチームだけではありません。フィンランドのエンジニアたちは、木製衛星のプロトタイプを製作し、試験しました。これは、金属部品をほとんど、あるいは全く使用しない将来の超小型衛星の概念実証となると彼らは述べています。
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