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現在物体を高高度の宇宙に飛ばすには液体燃料を燃焼させるロケットエンジン、そして火薬を用いた固体燃料のロケットエンジンがあります。見た目は異なっても基本構造はこの2つとなっているのですが最近アメリカなどを中心に開発されているのはこれらとは異なる回転んデトネーションロケットエンジンです。

今回このロケットエンジンをテストしたのはアメリカ国防総省傘下のDARPAと契約し開発しているヴィーナス エアロスペースです。

▼低出力で燃焼中と考えられるデトネーションエンジン、特徴的なリング形状が見える


こちらが持続燃焼試験を行った同社の回転デトネーションロケットエンジン、RDREです。見た目はノズルが付いていない通常の液体燃料ロケットエンジンと似ているのですが燃焼の方法が全くことなっています。

これまでロケットエンジンは元を辿ればドイツが1942年に初めて実用化したV-2弾道ミサイルがベースになっているとされ、第二次世界大戦後アメリカやソ連がドイツの技術者を引き抜き開発が進みました。世界で始めて宇宙から地球を撮影した写真もこのV2弾道ミサイルの改良型となっています。

問題はこの今の化学ロケットエンジンは燃焼室で燃料と酸化剤を混ぜ燃焼室で爆発せる方式になっています。この理論上の効率については限界に近い性能となっており、あとはエンジンの大小で出力が異なるという違いとなっています。

しかしこの回転デトネーションロケットエンジンでこれまでの科学ロケットとは燃焼方法が異なり少なり最低でも15％以上は効率を上げる可能性があるとしています。

燃焼方法は現在のロケットエンジンよりも複雑で同じく液体の燃料と酸化剤を用いるものの燃焼室内でクルクルと回転させるように持続的な燃焼を行います。その他にもデトネーションエンジンにはラムジェットエンジンのようなものもあります。

▼回転デトネーションエンジンの仕組み


アメリカではヴィーナス エアロスペース以外にもNASAやレイセオンなど複数の企業が既に開発を始めておりNASAはこちらの動画を見てもわかるように回転デトネーション技術がかなり進んでいます。

このロケットエンジンは現在用いられているロケットエンジンよりも可動部分が非常に少ないとされています。ロケットエンジンの信頼性の向上や製造コストが下がる可能性もあり、今後ロケットエンジンを少しずつ置き換える存在となる可能性もあり各国で研究が進められています。

参考