NASAは月や火星に「原子力ロケット」を飛ばそうとしている
アラバマ州ハンツヴィル郊外の森を切り開いた土地に、6階建ての建物がある。米航空宇宙局（NASA）のマーシャル宇宙飛行センター（MSFC）のロケット試験場だ。
ここで1950年代から60年代にかけて、NASAと米軍は打ち上げロケット「レッドストーン」の開発を進めていた。58年に行われた一連の核実験や、61年の米国初の有人宇宙飛行にはレッドストーンが使われている。
原子力と宇宙開発は複雑な関係を築いてきたが、この歴史に再び光が当たりつつある。マーシャル宇宙飛行センターでは現在、核分裂を動力源とするロケットエンジンの実現に向けた取り組みが進められているのだ。
トランプ政権の新方針で開発が急務に
原子力エンジンは既存のロケットエンジンと比べて、2倍以上の効率を発揮できる。ただ、概念的にはシンプルに聞こえるが、原子炉は小規模でも有毒な廃棄物を生み出す。宇宙旅行はメルトダウンの不安がなくても十分に危険だが、NASAは今後の月や火星への有人探査に向けて、ある程度のリスクをとる必要があると考えているようだ。
NASAの原子力ロケットのプロジェクトを率いるビル・エムリッチは、原子力関連の著作もある専門家である。そんな彼は、「従来型の内燃機関だけで火星にたどり着くことは、非常に難しいと考えています」と語る。「月より遠い場所に行くには、原子力エンジンのほうがはるかに適しているのです」
エムリッチは90年代から原子力エンジンの研究を続けてきた。ところが、トランプ政権が将来的な火星探査に向けた準備の一環として、40年ぶりに有人月面探査を再開する方針を打ち出したことで、実用化が急務になっている。月面探査なら既存のロケットエンジンで対応できるが、火星に人類を送り込むには新たなテクノロジーの開発が必要になるからだ。
火星への移動時間を半減
まずはっきりさせておかなければならないのは、原子力エンジンはロケットの打ち上げには使えないという点だ。稼働中の原子炉を乗せたロケットが発射台付近で爆発すれば、チェルノブイリ規模の大災害が起きる可能性もある。それではどうするかというと、まずは通常のジェットエンジンで原子力エンジンを搭載した宇宙船を打ち上げ、宇宙に飛び出してから原子炉を動かし始めるのだ。
原子炉から生み出される大量のエネルギーは、火星への移動時間を半減し、到着後は火星基地での活動にも利用できる。NASAの元副長官であるレックス・ジェヴェデンは8月に開かれた国家宇宙会議で、「宇宙探査では高圧電力が常に供給できる状態であることが求められます」と語っている。
ジェヴェデンは現在、原子力技術のエンジニアリング企業であるBWX Technologiesの最高経営責任者（CEO）を務めている。彼は「原子力が唯一ではないとしても、好ましい選択肢であるような状況が存在しています」と言う。
NASA長官のジム・ブライデンスタインも同様の見解を示しており、宇宙用原子炉を「大変革をもたらすもの」と形容する。そして副大統領のマイク・ペンスに対して、宇宙での原子力の利用は「米国が利益を享受すべき素晴らしい機会」であると力説した。
高かった技術的なハードル
NASAが核の力という話をもち出したのはこれが初めてではなく、1960年代には従来の内燃型エンジンよりはるかに効率のいい原子力エンジンの開発が進められていた。NASAは当時、80年代初頭までに月面基地の建設と、火星に向けた有人宇宙船の打ち上げを目指していた（どこかで聞いたような話ではないだろうか）。
ところが、原子力エンジンはやがて人々の支持を失い、プロジェクトチームも解散した。NASAにはこうした実現しなかったプロジェクトがたくさん存在する。
技術的なハードルも高かった。原子力エンジンの仕組みは単純で、小型原子炉の炉心に液体水素などの燃料を通して高温のガスをつくり出し、それをノズルから噴出する。一方で、この熱に耐えることのできる原子炉を設計するのは容易ではない。
エムリッチとNASAのチームは過去10年にわたり、マーシャル宇宙飛行センターで原子力エンジン内部の極端な環境のシミュレーションに取り組んできた。大量の電気（米国の平均的な家庭の数百世帯分の電力需要を十分にまかなえる量）を使って、水素原子を数千度まで温めるのだ。エムリッチは「巨大な電子レンジだと考えればいいでしょう」と説明する。
NASAマーシャル宇宙飛行センターにある原子力エンジンのシミュレーター「NTREES」を使って、極端な高温にも耐え得る素材の試験が行われている。PHOTOGRAPH BY NASA
この装置は「NTRRES（Nuclear Thermal Rocket Element Environmental Simulator）」と呼ばれており、現時点でNASAの原子力ロケット開発プロジェクトの中核をなすものだ。60年代には実際に核分裂を起こして実験をしていたが、このシュミレーターのおかげで、いまでは費用とリスクを最小限に抑えて、原子炉に使われる材料が極端な熱に対してどのような反応を示すか調べることができる。
2024年にも原子力ロケットの打ち上げが実現？
エムリッチのチームがNTRRESを使い始めてから数年してから、NASAは大型打ち上げロケット「スペース・ローンチ・システム（SLS）」のエンジンに小型原子炉を組み込む方法を模索するプロジェクトを立ち上げた。
まずはシステムの設計などの理論的な研究から始まり、続いてハードウェアの設計が行われた。2017年、NASAはBWX Technologiesに原子力ロケット用核燃料および原子炉の部品の開発を委託する契約を結んだ。契約期間は3年間で、発注額は1,900万ドル（約20億円）に上る。
一方、翌年には原子ロケットエンジンの技術開発に1億ドル（約107億円）の予算がつき、今年はさらに1億2,500万ドル（約134億円）が追加された。ただ、原子力ロケットが宇宙に飛び出す前に、NASAは核関連の安全基準を全面的に見直す必要がある。
ホワイトハウスは8月、NASAに宇宙用原子炉の運用に向けて新たなプロトコルの策定を行うよう求める方針を示した。つまり計画が本格的に動き出したわけで、早ければ2024年にも原子力ロケットの打ち上げが実現する可能性がある。
アポロ11号の月面着陸から50年を迎えた今年、トランプ政権は2024年までに再び宇宙飛行士を月に送り込むと宣言した。次の有人月面探査ミッションは、原子力ロケットを使ったものになるかもしれない。
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