宇宙輸送 | ページ 2 | JAXA宇宙戦略基金

固体モータ主要材料量産化のための技術開発

背景・目的

固体モータは、構造がシンプルで即応性に優れ、大推力を生み出せることが特徴であり、我が国においても1950 年代の研究開始以来、世界でも有数の技術が蓄積されてきました。これまで我が国を含め、基幹ロケットの補助ブースタや小型ロケットにも広く採用され、現在では民間の小型ロケットにも使用されており、世界的にも固体モータの研究開発は継続して進められています。一例として、米国ではSLS（Space Launch System）やVulcan ロケットの補助ブースタとして性能向上やコスト削減等の開発が進められ、中国でも固体燃料として最大規模の民間商業ロケットが打ち上げられたところです。

昨今、衛星等の打上需要が急増する中、国内の宇宙輸送能力の強化は喫緊の課題となっています。こうした中、我が国でも基幹ロケット（H3、イプシロンS）打上げ高頻度化や民間ロケットの開発・製造が進められていますが、国内外で需要を取り込むためには、基幹ロケットや民間ロケットの両方で固体モータがますます必要とされ、今後５年程度で現在の生産量の２倍以上が求められる可能性が出てきています。

しかしながら、固体モータは小型・軽量で、厳しい環境下に耐えうる耐熱・断熱材料、構造材料、より大きなエネルギーを生み出すことができる特殊材料が必要であり、その多くが国内の限られたメーカによって供給されている状況です。また、現在の固体モータの製造方法では、推進薬等の製造工程に時間がかかるボトルネックが存在します。

このため、本テーマでは、固体モータの主要材料の製造能力強化に加え、推進薬の製造における前処理工程や硬化工程等、製造工程の短縮・高度化に資する技術開発を行います。

【参考】関連する宇宙基本計画や宇宙技術戦略の抜粋
宇宙技術戦略（令和６年３月28日　宇宙政策委員会決定）
４．（２）ⅱ.③推進系技術

（前略）ロケットの固体モータについては、年間当たりの製造能力に限界があり、また、国内メーカが供給する主要材料（インシュレーション・火工品・推進薬・ノズル・モータケース）において生産設備の老朽化や増加する需要に対する供給量不足等のサプライチェーンリスクを抱えている。このため、固体モータ量産化技術の開発等に取り組むことにより、増加する固体ロケットの打上げ需要に応えつつ、サプライチェーンの自律性確保を目指すことが非常に重要であり、推進薬の製造における前処理工程や硬化工程等、製造工程の短縮・高度化に関わる研究開発を推進する。（後略）

資料

提案書様式8 経費内訳（c.補助金（税抜）シート）

※提案書様式8 経費内訳は旧様式で加工されたものでも問題ありませんが、打上げ経費を計上する場合は新様式を使用することを推奨します

※委託契約に関する詳細は「契約・補助関連」ページをご覧ください

募集期間中に、資料の追加および更新がなされる場合がございます。
本事業への応募を想定する事業者は、本サイトの定期的な確認をお願いいたします。

提出先

本事業は、府省共通研究開発管理システム「e-Rad」にて応募を受け付けます。
詳細はこちらをご確認ください。

採択決定までのスケジュール

公募開始　　2024年08月23日

公募締切　　2024年10月17日（正午）

ヒアリング　2024年12月24日

採択結果　　2025年1月31日

宇宙輸送システムの統合航法装置の開発

背景・目的

我が国の宇宙輸送能力の強化に向けては、様々な宇宙輸送システムに必要な基盤技術やキーコンポーネントの国産化・高機能化・高性能化・量産化等のために必要となる技術の開発・実証が重要です。

軌道投入ロケットにより打上げサービス事業を実現するには飛行安全管制が必須です。従前は地上局との無線通信を用いてロケット位置速度の計測や機体の状況監視を行い、遠隔で飛行中断を指令する飛行中断システムと地上の計算機による飛行安全管制システムを運用して安全の確保を行ってきましたが、位置速度計測と機体の状況監視、飛行安全判断を行う機能をオンボード搭載して自律飛行安全管制を実現することで、地上システムの運用維持コストを軽減し、地上局可視性から生じる飛行経路制約を緩和することができます。このため、米国のロケットではオンボード自律飛行安全技術の搭載が普及しつつあり、我が国においても近年導入が進みつつあります。打上げ輸送サービスの競争力を高める上で、民間小型ロケット含め、高性能な自律飛行安全システムを搭載する需要が高まっています。

本テーマでは、ロケット飛翔中の機体の位置速度を計測する機能と、自律飛行安全管制の判断に必要な高度な計算機の機能を統合させて１ボックスの搭載コンポーネントで実装する統合航法装置を開発し、小型で低コストの機器として民間小型ロケット含め広く共通的に利用可能とすることを目指します。また、自律飛行安全管制の実現には、異常な飛行が生じたときに確実に飛行中断の判断を実施できること、ミッション達成の観点では、飛行中の外乱があったとしても軌道投入までの飛行が成立する場合は飛行中断指令を起こさないことを、ロケット打上げの前段階で予め検証しておくことが重要ですが、このようなロケットの異常ケースに対する動作検証は、正常に飛行しているロケットへの搭載飛行実証では網羅しきれません。このため、機体の異常も含めて様々な飛行ケースを地上で網羅的に模擬動作させて検証を行うことができる共通基盤的な試験検証プラットフォームを開発することで、打上げサービス事業者が自律飛行安全管制システムを導入する際の技術的なハードル、投資負担を軽減し、コスト、技術面でのリスクの低減を実現します。

【参考】関連する宇宙基本計画や宇宙技術戦略の抜粋
宇宙技術戦略
４．（２）ⅱ.④その他の基盤技術

従来、地上で人の判断により行っていた飛行安全管制については、オンボード自律飛行安全技術を実用化することにより、ロケット機体側で自律的・自動的に判断を実施する自律飛行安全を実現し、地上の管制設備・管制要員・運用コストの大幅な縮減やロケット飛翔時の安全確保が期待され、非常に重要である。オンボード自律飛行安全技術については、我が国では、H3 ロケットや一部の民間ロケットへの適用が計画されており、民間ロケットなどに向けた自律飛行安全管制ソフトウェアを搭載した高機能な次世代航法センサの開発や大幅に事前解析作業を効率化する自律飛行安全のアルゴリズム、高性能搭載計算機の研究開発などを進める。また、アビオニクス機器の小型化技術は、これまで我が国が基幹ロケットで培ったアビオニクス機器に関わる技術を、民間ロケットを含めた複数のロケットで共通して利用することを可能にするとともに、機器の製造数量の拡大によるサプライチェーンの強靭化が重要である。さらに、将来の打上げの高頻度化に向けて、多くの計算時間を要する打上げミッション解析の自動化・共通化による高速化など、打上げ運用の効率化技術が重要である。（後略）

資料

提案書様式8 経費内訳（c.補助金（税抜）シート）

※提案書様式8 経費内訳は旧様式で加工されたものでも問題ありませんが、打上げ経費を計上する場合は新様式を使用することを推奨します

※委託契約に関する詳細は「契約・補助関連」ページをご覧ください

提出先

本事業は、府省共通研究開発管理システム「e-Rad」にて応募を受け付けます。
詳細はこちらをご確認ください。

採択決定までのスケジュール

公募開始　　2024年07月19日

公募締切　　2024年09月05日（正午）

ヒアリング　2024年10月28日

採択結果　　2024年11月15日

将来輸送に向けた地上系基盤技術

背景・目的

A）再使用機体の回収系に係る地上系基盤技術開発

基本方針で定められている「国内で開発された衛星や海外衛星、多様な打上げ需要に対応できる状況を見据え、低コスト構造の宇宙輸送システムを実現」するための打上げ高頻度化に向けては、ロケット本体に係る技術や素材・部品のみならず、地上系システムに係る技術との両輪で研究開発を進めることが重要となります。また、打上げ高頻度化や打上げ低コスト化に向けて、次期基幹ロケットや一部の民間ロケットにおいては再使用技術を導入することも構想されており、研究開発に取り組むべき地上系基盤技術は数多く存在します。このため、本テーマでは、再使用機体回収等のサービスの事業化を目指す民間事業者主体による、打上げ高頻度化等に向けた、地上系システムに係る基盤技術開発を推進します。

【参考】関連する宇宙技術戦略の記載（抜粋）

打上げの高頻度化や打上げ価格の低減に寄与することが期待される再使用型ロケットを実現するためには、機体を地球上に帰還・着陸・回収し、機体の点検・整備を行うための技術が求められる。（中略）再使用技術の獲得に向けては（中略）洋上の専用船への機体の安全な着陸と回収を実現させる洋上回収技術、及び帰還後の機体を再飛行できる状態にするため、機体の信頼性を確保しつつ効率的に機体の状態を点検し、補修等の整備を行う回収した機体の点検・整備技術の研究開発に取り組むことが非常に重要である。（4.（2）ⅱ④）

B）打上げ高頻度化等を実現する地上系基盤技術開発

基本方針で定められている「国内で開発された衛星や海外衛星、多様な打上げ需要に対応できる状況を見据え、低コスト構造の宇宙輸送システムを実現」するための打上げ高頻度化に向けては、ロケット本体に係る技術や素材・部品のみならず、地上系システムに係る技術との両輪で研究開発を進めることが重要となります。また、打上げ高頻度化や打上げ低コスト化に向けて、次期基幹ロケットや一部の民間ロケットにおいては再使用技術を導入することも構想されており、研究開発に取り組むべき地上系基盤技術は数多く存在します。このため、本テーマでは、ロケット打上げ等のサービスの事業化を目指す民間事業者主体による、打上げ高頻度化等に向けた、地上系システムに係る基盤技術開発を推進します。

【参考】関連する宇宙技術戦略の記載（抜粋）

追跡管制や地上支援の高度化を通じて、民間主導のロケット開発運用にも共通的かつ低コストで広く利用可能な基盤的技術を獲得していくことが必要であり、官民で基盤的技術の開発を推し進めることが求められる。（中略）地上支援においては、射場で複数のロケットへの打上げへの対応を可能にするロケット・射場間のインターフェース共通化技術、打上げ時の射点や飛行経路の天候・風・氷結層等の環境を精度高く予測する打上げ時の環境予測精度の向上技術、テレメトリの送受信装置を小型化・可搬化・低コスト化し、複数のロケットで汎用的に利用することに向けた小型で汎用性の高いテレメトリ技術、極低温燃料の貯蔵・充填・排出等を安全かつ効率的に行う極低温推進薬制御技術等の開発が重要である。（4.（2）ⅱ⑥）

資料

公募要領　A）再使用機体の回収系に係る地上系基盤技術開発

公募要領　B）打上げ高頻度化等を実現する地上系基盤技術開発

提案書様式1-14　A）再使用機体の回収系に係る地上系基盤技術開発

提案書様式1-14　B）打上げ高頻度化等を実現する地上系基盤技術開発

提案書様式8 別紙1

提案書様式8 経費内訳（a.総表シート）

提案書様式8 経費内訳（c.補助金（税抜）シート）

※提案書様式8 経費内訳は旧様式で加工されたものでも問題ありませんが、打上げ経費を計上する場合は新様式を使用することを推奨します

※委託契約に関する詳細は「契約・補助関連」ページをご覧ください

提出先

本事業は、府省共通研究開発管理システム「e-Rad」で応募を受け付けます。
詳細はこちらをご確認ください。

採択決定までのスケジュール

公募開始　　2024年07月19日

公募締切　　2024年09月19日（正午）

ヒアリング
　　　　A）2024年12月03日
　　　　B）2024年12月09日

採択結果　　
　　　　A）2024年12月20日
　　　　B）2025年01月17日

宇宙輸送機の革新的な軽量・高性能化及びコスト低減技術

背景・目的

A）シミュレーションを活用した熱可塑性複合材に係る基盤技術開発

ロケット打上げ需要の拡大とともに国際的な宇宙開発競争が激化する中、基本方針で定められている「低コスト構造の宇宙輸送システムを実現」することや「新たな宇宙輸送システムの実現に必要な技術を獲得し我が国の国際競争力を底上げ」するためには、ロケット等の宇宙輸送機の機体、エンジン・タンク、これらの部品の軽量化・高性能化、コスト低減を実現するブレイクスルー技術の獲得が必要です。例えば、これまで金属材料を用いて製造してきたロケットの大型推薬タンク・推薬配管等に対し、いまだ本格適用が進んでいない熱可塑性複合材（CFRP；Carbon Fiber Reinforced Plastics等）を適用することで、機体の軽量化を図りつつ、コスト低減はもとより生産性向上が期待できます。このため、宇宙輸送機の大型構造体や部品における、熱可塑性複合材の適用拡大を通じた革新を図るための基盤技術の確立に取り組みます。なお、本テーマの推進に際しては、複数の民間企業やアカデミアとの連携体制が構築されることで、我が国において、獲得した基盤技術に係る知見やノウハウが蓄積・共有されるとともに、宇宙輸送機以外の宇宙機への適用等につながることも期待されます。

【参考：関連する宇宙技術戦略の記載（4.（2）ⅱ②からの抜粋）】

CFRP 等の複合素材を用いたロケットの構造体の成型技術である複合素材成型技術についても、これまで重量のある金属を用いて製造してきたロケット構造体を軽量化することが可能になり、機体軽量化による打上げ能力の向上が期待されるため、非常に重要な技術である。

B-1）宇宙用途に適用可能な精密部品を対象とした金属3D積層に係る装置開発及び基盤技術開発

ロケット打上げ需要の拡大とともに国際的な宇宙開発競争が激化する中、基本方針で定められている「低コスト構造の宇宙輸送システムを実現」することや「新たな宇宙輸送システムの実現に必要な技術を獲得し我が国の国際競争力を底上げ」するためには、ロケット等の宇宙輸送機の機体、エンジン・タンク、これらの部品の軽量化・高性能化、コスト低減を実現するブレイクスルー技術の獲得が必要です。例えば、機体の大型部品等の製造において金属3D 積層技術を導入することで、製造のコスト低減と期間短縮が期待できます。このため、宇宙輸送機の大型構造体や部品における、金属3D 積層技術の活用拡大を通じた高品質化と造形プロセスの革新を図るための基盤技術の確立に取り組みます。なお、本テーマの推進に際しては、複数の民間企業やアカデミアとの連携体制が構築されることで、我が国において、獲得した基盤技術に係る知見やノウハウが蓄積・共有されるとともに、宇宙輸送機以外の宇宙機への適用等につながることも期待されます。

【参考：関連する宇宙技術戦略の記載（4.（2）ⅱ②からの抜粋）】

3D プリンタを活用したロケットの大型構造体（ロケットエンジン、大型タンク部品等）の製造技術である3D 積層技術については、複数部品の一体成型や従来の工程では製造・加工ができない軽量化形状が可能となるため、製造期間短縮や製造コスト低減、機体軽量化による打上げ能力向上が期待されるため、非常に重要な技術である。

B-2）ロケット用大型構造部品を対象とした金属3D積層に係る基盤技術開発

ロケット打上げ需要の拡大とともに国際的な宇宙開発競争が激化する中、基本方針で定められている「低コスト構造の宇宙輸送システムを実現」することや「新たな宇宙輸送システムの実現に必要な技術を獲得し我が国の国際競争力を底上げ」するためには、ロケット等の宇宙輸送機の機体、エンジン・タンク、これらの部品の軽量化・高性能化、コスト低減を実現するブレイクスルー技術の獲得が必要です。例えば、機体の大型部品等の製造において金属3D 積層技術を導入することで、製造のコスト低減と期間短縮が期待できます。このため、宇宙輸送機の大型構造体や部品における、金属3D 積層技術の活用拡大を通じた高品質化と造形プロセスの革新を図るための基盤技術の確立に取り組みます。なお、本テーマの推進に際しては、複数の民間企業やアカデミアとの連携体制が構築されることで、我が国において、獲得した基盤技術に係る知見やノウハウが蓄積・共有されるとともに、宇宙輸送機以外の宇宙機への適用等につながることも期待されます。

【参考：関連する宇宙技術戦略の記載（4.（2）ⅱ②からの抜粋）】

3D プリンタを活用したロケットの大型構造体（ロケットエンジン、大型タンク部品等）の製造技術である3D 積層技術については、複数部品の一体成型や従来の工程では製造・加工ができない軽量化形状が可能となるため、製造期間短縮や製造コスト低減、機体軽量化による打上げ能力向上が期待されるため、非常に重要な技術である。