NASAは月と火星に原子力ロケットを送りたいと考えている

アラバマ州ハンツビル近郊、テネシー川のすぐ北、テーダマツの茂る小さな空き地に、6階建てのロケット試験台があります。NASAマーシャル宇宙飛行センターのひっそりとした一角で、アメリカ陸軍とNASAはレッドストーンロケット開発の重要な試験を行いました。1958年、このロケットは初めて核兵器を爆発させたロケットとなり、3年後にはアメリカ人初の宇宙飛行士を運びました。

核兵器と宇宙の複雑な歴史が、レッドストーン試験場のすぐ近くで再び浮上しつつある。NASAのエンジニアたちは今回、一見すると単純なもの、つまり核分裂を動力源とするロケットエンジンの開発を目指している。

原子力ロケットエンジンは、現在のロケットに動力を与えている化学エンジンの2倍の効率を誇るでしょう。しかし、概念的には単純であるにもかかわらず、小規模な核分裂炉は建設が困難で、有毒廃棄物を生成するため運転にもリスクを伴います。宇宙旅行は、原子炉のメルトダウンを心配しなくても十分に危険です。しかし、NASAは、将来の月や火星への有人ミッションにおいては、そのようなリスクは必要になる可能性があると考えています。

NASAの原子力ロケット計画の中心人物は、文字通り原子力推進に関する著書を執筆したビル・エムリッチです。「火星まで化学推進で行くことは可能ですが、非常に困難です」とエムリッチは言います。「月よりも遠くへ行くには、原子力推進の方がはるかに優れています。」

エムリッチ氏は90年代初頭から原子力推進の研究に取り組んできましたが、トランプ政権が火星探査の準備としてNASAに早急に月面着陸を迫る中、彼の研究は緊急性を帯びてきました。月に行くのに原子力エンジンは必要ないとはいえ、月は火星有人ミッションでほぼ確実に使用されるこの技術にとって、貴重な試験場となるでしょう。

一つはっきりさせておきたいのは、原子力エンジンでロケットを軌道に乗せることはできないということです。それはあまりにもリスクが高すぎます。高温の原子炉を搭載したロケットが発射台で爆発すれば、チェルノブイリ級の大惨事に見舞われる可能性があります。その代わりに、通常の化学推進ロケットで原子力宇宙船を軌道に乗せ、原子炉を点火するのはその後です。これらの原子炉で生成される膨大なエネルギーは、他の惑星における人類の拠点の維持に利用でき、火星への移動時間を半分に短縮できる可能性があります。

「宇宙探査における多くの課題は、高密度の電力を常時供給することを必要としており、そのような課題の中には、原子力発電が唯一の選択肢ではないにしても、好ましい選択肢となる類のものもある」と、NASA元次官で発電会社BWXテクノロジーズのCEOであるレックス・ゲヴェデン氏は8月に国家宇宙会議で述べた。ゲヴェデン氏の意見は、NASA長官ジム・ブライデンスタイン氏にも共感された。ブライデンスタイン氏は原子力推進を「ゲームチェンジャー」と呼び、マイク・ペンス副大統領に対し、宇宙での核分裂炉の使用は「米国が活用すべき素晴らしい機会」だと伝えた。

NASAが原子力ロケットに着目したのは今回が初めてではない。1960年代には、従来の化学ロケットエンジンよりもはるかに効率的な推進力を生み出す原子炉エンジンを複数開発していた。NASAは1980年代初頭までに、恒久的な月面基地の建設と初の有人火星探査計画を練り始めた。（どこかで聞いたことがあるような？）しかし、NASAの多くのプロジェクトと同様に、原子力ロケットエンジンはすぐに人気を失い、担当部署は閉鎖された。

技術的なハードルもありました。原子力ロケットエンジンのコンセプトは、原子炉で水素を高熱に加熱し、そのガスをノズルから噴出させるというシンプルなものですが、原子炉自身の熱に耐えられる設計は容易ではありませんでした。地上の核分裂炉は約600度（華氏600度）で稼働しますが、ロケットエンジンに使われる原子炉は4,000度（華氏4,000度）以上にまで加熱しなければなりません。

エムリッチ氏とエンジニアチームは、過去10年間、マーシャル宇宙飛行センターで原子力ロケットエンジン内部の極限状態をシミュレートしてきました。彼らは核分裂反応を誘発する代わりに、平均的なアメリカの家庭数百世帯分の電力需要を満たすのに十分な量の電力を用いて、燃料電池を数千度まで加熱します。「大きな電子レンジのようなものだと考えてください」とエムリッチ氏は言います。

核熱ロケット要素環境シミュレータ（Nuclear Thermal Rocket Element Environmental Simulator）の略称であるNTREESと呼ばれるこのプロジェクトは、NASAが静かに原子力推進へと回帰する基盤となっています。エムリッチ氏と彼のチームは、このシミュレータの大型チャンバーを用いて、NASAが1960年代に行ったような本格的な原子力エンジンのコストや危険性を負うことなく、物質が極度の熱に対してどのように反応するかを研究しています。NTREESの稼働開始から数年後、NASAはこれをより大規模なプログラムに統合し、次世代の大型ロケットであるスペース・ローンチ・システム（SLS）に原子力エンジンをどのように統合できるかを研究しました。

初期のプログラムは原子力ロケットエンジンの基礎を築きました。NASAの次のステップは、エンジンを理論から現実のものへと移すために必要なハードウェアの開発でした。2017年、NASAはBWXテクノロジーズ社に、原子力エンジンに必要な燃料と原子炉部品の開発を委託する3年間1900万ドルの契約を授与しました。翌年、議会はNASAの予算に原子力推進技術開発のための1億ドルを割り当てました。そして今年、議会が原子力推進にさらに1億2500万ドルを追加したことで、NASAは更なる後押しを受けました。

しかし、原子力ロケットエンジンが初飛行を行う前に、NASAは核物質の打ち上げに関する規制を全面的に見直す必要がある。8月、ホワイトハウスはNASAに対し、宇宙で原子炉を運転するための安全プロトコルの策定を指示する覚書を発行した。NASAがこのプロトコルを採用すれば、早ければ2024年には原子力エンジンの初飛行が可能になる。これはトランプ大統領がアメリカ人宇宙飛行士を再び月に送り込む期限と重なるため、今回は彼らが原子力ロケットに搭乗することになるかもしれない。

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