宇宙輸送

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。