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韓国型ロケット「ヌリ号」、失敗の原因は「ヘリウムタンク固定装置の設計」

ⓒ 中央日報/中央日報日本語版2021.12.29 15:09
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今年10月に打ち上げた韓国型ロケット(ヌリ号、KSLV-II)が終盤に失敗した理由は、3段目にある酸化剤タンクの圧力低下が原因であることが明らかになった。科学技術情報通信部・韓国航空宇宙研究院(航宇研)は29日、ヌリ号発射調査委員会で、ヌリ号1回目打ち上げの技術的事項調査の結果をこのように発表した。

◆ヌリ号発射調査委、調査結果を発表

10月21日に打ち上げられたヌリ号は1段目ロケット分離(離陸後127秒)、フェアリング(人工衛星保護カバー)分離(233秒)、2段目分離(274秒)まで順調に成功した。しかしヌリ号が搭載した衛星ダミー(模写体)を宇宙軌道に乗せることができなかった。

3段目ロケットの7トンエンジンが問題だった。このエンジンが521秒間燃焼してこそ3段目ロケットが飛行しながら衛星ダミーを軌道に乗せることができるが、実際には427秒間の燃焼で終わったからだ。十分に速度を得られなかった衛星ダミーは地球の重力に引かれ、オーストラリア近隣海域に墜落した。

調査委員会によると、燃焼時間が短かったのは3段目の酸化剤タンクの圧力低下が原因だった。ロケットや自動車など内燃機関は燃料を燃やして発生する推進力で動く。燃料に火がつくには酸素が必要だが、自動車とは違い大量の酸素を供給するのが難しいロケットは、エンジンに供給する酸素を圧縮して液体にした酸化剤を使う。

酸化剤が入ったタンクを酸化剤タンクという。ヌリ号3段目ロケットの酸化剤タンクの内部には、酸化剤と共に高圧のヘリウムタンク2個が入っている。ヘリウムは一部のバルブを開閉したり推進剤が入ったタンクの圧力を維持する役割をする。

ところがヘリウムタンクを酸化剤タンクに固定する役割をする装置の設計に問題があったというのが調査委員会の結論だ。ヘリウムタンクは基本的に液体(酸化剤)に囲まれている。ところがヌリ号が高度を高めるほど物体を囲む流体が物体を押し上げる力(浮力)を強める。この点を十分に考慮せずヘリウムタンクを設計したということだ。

◆「ヘリウムタンクを固定する装置の設計に問題」

これを受け、調査委員会は「ヌリ号が宇宙に打ち上げられる過程でヘリウムタンクに加わる液体(酸化剤)の浮力が上昇し、固定装置が外れてヘリウムタンクが下部固定部から離脱したと推定される」と説明した。

定位置から離脱したヘリウムタンクが酸化剤タンク内部で動いたため、ヘリウムタンクの外部にヘリウムを送りだす配管が変形し、ヘリウムが漏洩した。タンクから抜け出したヘリウムは酸化剤タンクの亀裂を誘発した。亀裂の間から酸化剤が漏れたことでエンジンに流入すべき酸化剤が減少し、結局、3段目のエンジンの燃焼が早期に終了した。

ヌリ号発射調査委員会のチェ・ファンソク委員長(航宇研副院長)は「ヌリ号の飛行加速状況で浮力の増加を十分に考慮できず申し訳ない」とし「ヘリウムタンクの固定部と酸化剤タンクの構造を強化し、技術的にこれを補完する」と述べた。

技術の補完が避けられず、ヌリ号の2回目の打ち上げ日程も来年下半期に延期された。当初は2022年5月に打ち上げられる予定だった。科学技術情報通信部の権ヒョン準(クォン・ヒョンジュン)巨大公共政策官は「今回の調査で明らかになった原因に基づいて細部措置案を用意し、事業推進委員会・国家宇宙実務委員会を通じて今後の推進日程を決める予定」と伝えた。

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    韓国型ロケット「ヌリ号」、失敗の原因は「ヘリウムタンク固定装置の設計」

    2021.12.29 15:09
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    韓国型ロケット「ヌリ号」3段目の酸化剤タンクの実物 [写真 科学技術情報通信部]
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