2026.11.11

NASA、3〜7kW級の電気推進開発に賞金総額50万ドル（約7,900万円）

AIによる要約

米航空宇宙局（NASA）は、宇宙機を電力で動かす推進装置の開発競争「AMPERE Challenge」を開始しました。対象は消費電力3〜7キロワット（kW）のホールスラスタで、賞金総額50万ドル（約7,900万円）に加え、NASAの試験設備や技術を利用する機会を提供します。

NASAはこの競争を通じ、電気推進技術の開発を進め、試験設備で実際の性能を検証することを目指しています。想定する用途は、人工衛星の運用、防衛、宇宙探査です。

AMPEREは「Advanced Mid-Power Electric Rocket」の略称です。参加企業は中出力のホールスラスタの試作機を開発し、その動作を実証します。競争は3段階で実施され、最大2つの受賞チームが、それぞれ最大25万ドル（約4,000万円）の現金賞金を受け取れます。

参加できるのは、米国で法人として設立され、主たる事業拠点も米国内に置く商業企業です。登録期間は2026年11月9日から2027年1月27日までです。

ホールスラスタは、電場と磁場を使って電荷を持つ粒子を加速し、外へ放出する反作用で宇宙機を進める電気推進装置です。化学推進のロケットエンジンより推力は小さい一方、推進剤を効率よく使える特徴があります。

短時間に強い力を出す代わりに、弱い加速を長く続けて速度や軌道を変えます。すでに人工衛星の軌道調整や位置の維持に使われており、長期間の運用を必要とするミッションに適した装置です。

今回の3〜7kWという範囲は、ホールスラスタが消費する電力を表します。NASAはこの出力帯の試作機を対象に、将来のNASAや商業ミッションを支える技術の成熟を目指しています。

ホールスラスタを含む電気推進に電力を供給する方式の一つが、太陽電気推進（SEP）です。宇宙機の太陽電池で集めたエネルギーを電力に変え、キセノンやクリプトンなどの不活性ガスを、正の電荷を持つイオンにします。そのイオンを電場と磁場で加速して噴射し、推力を生み出します。

NASAは、SEPが同等の従来型化学推進システムに比べ、推進剤の使用量をおよそ10分の1にできるとしています。太陽電池は粒子を加速するためのエネルギー源で、ガスは外へ放出する推進剤です。

NASAと商業分野では、すでに数百機の宇宙機がSEPを利用し、その多くは1〜10kWの範囲で運用されています。AMPEREが対象とする3〜7kW級は、この運用範囲に含まれます。

長時間動くホールスラスタでは、推進剤が流れるセラミック製の放電流路や電極などの侵食も検証対象です。耐久試験では数百〜数千時間の運転を行い、途中で計画的に停止して流路の形状や性能を測定します。得られたデータは、寿命までに発生できる推力の積算量や、運転に伴う性能変化の予測に使われます。

今回の競争とは別の開発例として、NASAなどが取り組む12kW級の先進電気推進システム「AEPS」では、試験用スラスタを9kW、11kW、12kWの条件に分け、約860時間運転しました。この試験の目的は、放電電流が部品の摩耗に与える影響を調べることです。全条件で性能と動作の安定性が維持されました。

一方、外側の磁極を覆う部品の侵食率は、9kWと12kWでは測定誤差の範囲で同じだったものの、11kWでは高くなりました。運転条件を変えながら、性能と部品の摩耗を併せて調べています。

より低出力の「R-200」というホールスラスタの耐久試験では、250Wで運転を続ける間に、陰極を保護する電極とセラミック流路に損傷が発生しました。保護電極の交換と陰極位置の調整を行い、流路に損傷が生じた後も運転は継続されました。

この試験では、性能測定に加えて流路形状を6回測り、点火試験では300回の点火に成功しました。試験で得た情報は保護電極と流路形状の再設計に使われています。

出典