宇宙産業の秘密、SpinLaunchの内部

昨夏、ロングビーチ空港を取り囲む陽光降り注ぐ工業地帯の巨大な倉庫に、ある秘密主義の宇宙企業が拠点を構えた。建物の鏡面にはターボプロップ機の姿が映り込んでいる。通りの向かい側では、航空宇宙大手マクドネル・ダグラスの旧工場の上にレトロな看板が掲げられ、すぐ近くではヴァージン・オービットが空中発射ロケットの開発を進めている。

巨大な機械式スリングを使ってロケットを軌道に打ち上げるという、数十年前のアイデアに新たな息吹を吹き込む企業、スピンローンチにとって、ここはまさにふさわしい本社だ。この大胆な計画の立案者は、連続起業家のジョナサン・ヤニー氏だ。彼は長年、シリコンバレーにあるグーグルのすぐ近くにある元マイクロプロセッサ工場でスピンローンチを経営してきた。そして今、同社は本格的なロケット工場を開設する準備を整えている。そこでロケットを大量生産し、すべてが順調に進めば、宇宙への第一歩を踏み出すことになるだろう。

昨年秋にスピンローンチ社を訪れた際、従業員たちは移転準備の荷ほどきの最中だった。巨大な鋼板の間を歩きながら、ヤニー氏はロケットの仕組みを説明した。フットボール場ほどの巨大な遠心分離機がロケットを約1時間かけて円を描くように回転させ、速度は着実に時速5,000マイル（約8,000キロ）以上にまで達する。ロケットと搭載物（最大200ポンド相当の衛星）は、ピーク時には重力の1万倍にもなる力を受ける。打ち上げ速度に達すると、遠心分離機はロケットを分離し、成層圏へと轟音を立てて打ち上げる。宇宙の入り口で、ロケットはエンジンを点火し、軌道への最後の一押しを行う。

数千ポンドの物体が地球の地表で円を描いて回転した後、宇宙へと突き進むことができるという考えは、なかなか理解しがたい。突​​拍子もない話に聞こえるかもしれない。そして、同社には批判者を揺さぶるために証明すべきことが山ほどある。これまでに同社は、重さ11ポンドのダミーペイロードを時速4,000マイル（約6,400キロ）以上で回転させ、鋼鉄の壁に衝突させることに成功している。しかし、これらのテストから宇宙空間の端までは約100マイル（約160キロ）の距離があり、かなりの空気抵抗がある。SUVほどの大きさのロケットを支えられるほどの強度を持つアームを備えた、幅100ヤード（約90メートル）の遠心分離機を建造するためのエンジニアリング作業は言うまでもない。

ヤニー氏は、今年こそ自らの潔白を証明する年となることを期待している。同社は今冬、ニューメキシコ州の新たな試験場で初の弾道ロケット打ち上げを実施する予定だ。システムが成功すれば、スピンローンチ社は小型衛星の宇宙への打ち上げコストを約20分の1に削減できると期待している。しかし、より重要なのは、その打ち上げ頻度かもしれない。ヤニー氏は、この大型加速器は1日に5基の打ち上げが可能になると予測している。ほとんどのロケット会社は、1ヶ月にこれほど多くの打ち上げは不可能だ。今後10年間で数千基の小型衛星が低軌道に打ち上げられることになる巨大衛星群の時代において、ヤニー氏はスピンローンチ社の時代が到来したと考えている。

400万ドルとクレイジーなアイデア

多くの宇宙起業家と同様、ヤニー氏も生涯を通じて宇宙に心を奪われてきた。しかし、その情熱を仕事にしようと試みたのは2014年になってからだった。ヤニー氏によると、当時彼はメディア関連のスタートアップ企業を立ち上げようと奮闘していた。資金調達に失敗したため、彼は次のステップに進むことを決意した。次に何をすべきか考えているうちに、ヤニー氏の頭に浮かんだのは、冷戦時代にアメリカ軍が巨大な銃を使って宇宙に弾丸を発射する「HARP」と呼ばれる軍事プロジェクトだった。HARPはロケットを使わずに宇宙に到達できることを証明したため、ヤニー氏は独自の運動エネルギー発射システムの構築に乗り出した。彼は、弾丸大の弾丸を極超音速まで回転させることができる電動スリングという、実用的な概念実証システムを作り上げた。彼はそれを数人のエンジェル投資家に持ち込み、少額の資金を確保した。

しかし、彼には助けが必要だった。2014年後半、彼は寄宿学校時代のルームメイト、ライアン・ハンプトンに電話をかけた。彼は建設と工業オペレーションの達人だった。ヤニーが彼にプレゼンをしてきた当時、ハンプトンはメキシコ湾の石油掘削装置で水中溶接作業を担当していた。ハンプトンはこう回想する。「彼はこう言ったんだ。『400万ドルの資金とクレイジーなアイデアがある。一緒に来ないか？』」

ハンプトンは我慢できなかった。2015年1月、ヤニーが作ったものを見るために飛行機で向かった。大したことはなかった。ヤニーは卓上遠心分離機を披露し、計算がぎっしり詰まったスプレッドシートを見せてくれた。しかし、ハンプトンはすっかり夢中になった。SpinLaunchは「とんでもないプロジェクトになるだろう」と確信し、最初の社員として入社したのだ。

ヤニーにはアイデアがあり、ハンプトンには建設技術があったが、航空宇宙エンジニアはまだ不足していた。そこで数ヶ月後の暖かい春の日、二人はヤニーのセスナに乗り込み、モハーベ砂漠の端へと飛び立った。そこには数十人の大学生がロケットのテストのために集まっていた。二人はそのうち数名を募集しようとしていた。

ターゲットの一人は、サンディエゴ州立大学3年生のデイビッド・レンだった。彼は数週間前からSpinLaunchとの電話面接を受けており、対面での面接には理想的な環境ではなかった。「その時は36時間くらい起きていたので、ジョナサンに会った時は半ば正気を失っていました」とレンは振り返る。それでも面接はうまくいった。彼は大学を休学し、サンフランシスコへ飛び、SpinLaunchに入社した。現在はそこでシニアメカニカルエンジニアとして働いている。

ハンプトン氏によると、スピンローンチの創業当時は石油掘削装置での生活を強く思い出させるものだったという。従業員たちは、スピンローンチがグーグルプレックスのすぐ近くにある古いマイクロプロセッサ工場を引き継いで住み込みで働いていた。レン氏が着任した当時、居住スペースは簡素だった。「当時のキッチンは電子レンジとプラスチックのテーブルが置いてあるようなものだった」と彼は言う。「大きなビジョンを持っているか、失うものが何もないか、どちらか一方しかなかった」。仕事の合間、スピンローンチのクルーは即席のジムで一緒にウェイトトレーニングをしたり、「ホームシアター」で映画を見たり、ファイヤーピット（ヤニー氏が所有していた卓上遠心分離機の残骸を改造したもの）を囲んでくつろいだりしていた。

チームはすぐに技術的な課題に直面しました。彼らが製作していた遠心分離機は、空気の乱流からシステムを保護し、回転時に安定させるために、巨大な真空チャンバー内に設置する必要がありました。チャンバーの建設を請負業者に依頼したところ、2,000万ドルという価格の入札が1件ありました。

そこでSpinLaunchチームは、自分たちで作ることにした。水中溶接工としてハンプトンは気密シールの製作に熟達しており、それが新たな任務にも活きていた。ヤニーはeBayで真空ポンプ数台と50万ドル相当の鋼材を注文し、チームは直径で世界6位の真空チャンバーの建造に着手した。完成まで8ヶ月を要した。「科学や工学の世界には、人々が試みないがゆえに、解明しなければならないことが山ほどあることに、皆が気づき始めたのだと思います」とヤニーは言う。

2016年、彼らは最初の遠心分離機を完成させました。直径40フィート（約12メートル）とロケットを宇宙に打ち上げるにはまだ小さすぎますが、基本的な設計は同じです。テザーと呼ばれる長いアームが、モーターで駆動する油膜状のベアリングから伸びています。ペイロードはテザーの先端に取り付けられます。テザーは、受けるであろう莫大な負荷に耐えるために、ケブラー繊維やカーボンファイバーなどの超高強度素材で作られる必要があります。

SpinLaunchチームは、ほぼ2年間、週6日、1日12時間体制で作業を続け、ついに最初の本格的な遠心分離機を始動させる準備が整いました。「私たちは全員、約15メートル離れた部屋に集まり、たくさんのモニターとカメラの後ろに隠れていました」とヤニーは言います。彼らはシステムが正常に機能していることを確認し、それから始動させました。「ただアクセルを踏み込み、世界最速の回転システム記録を樹立したのです。」

その後数年間、チームは数百回に及ぶ高速テストを実施した。そのほとんどはシステムの研究と改良のためだったが、搭載物が極限の力に耐えられると信じていなかった懐疑的な投資家や潜在顧客をなだめるためのテストもあった。チームは太陽電池、無線システム、望遠鏡のレンズ、バッテリー、GPSモジュール、制御コンピューターを高速で回転させたが、それらはすべてほとんど損傷することなく無事だった。あるテストでは、ヤニーはiPhoneをテザーに取り付け、重力の1万倍の力がかかるまで回転させた。その後、彼はiPhoneを使って同僚とFaceTimeで会話した。それぞれのテストは、たとえ小さくても、宇宙への一歩だった。

史上最悪のロケット

スピンローンチ社の巨大な倉庫の中央で、ヤニー氏はある物体に近づき、保護シートを剥がした。彼は誇らしげに、これは「史上最悪のロケットだ」と言った。

全長約7.6メートル、黒一色で先端が銀色に輝くブリオレット状のロケットは、一般的なロケットのしなやかな矢のような形状と比べると、ずんぐりとした印象を与えます。一般的に、ロケットの質量のうちペイロードとして搭載できるのはごく一部で、残りの大部分は燃料です。だからこそ、SpaceXのような企業は、車ほどの大きさの衛星を運ぶために、ビルほどの大きさのロケットを必要とするのです。航空宇宙業界では、これは「ロケット方程式の暴政」として知られています。

しかし、ヤニーが気づいたように、ロケットを宇宙の端まで運ぶのに必要な燃料をすべて運ぶ必要がなくなれば、ロケットは頑丈になり、より多くの質量をペイロードに充てることができる。さらに良いことに、ロケットのエンジンはそれほど高性能である必要はない。通常の軌道級ロケットは、エンジンの効率を限界まで引き出し、ペイロード容量を最大化しながら重力の鎖を断ち切るように設計されているのに対し、スピンローンチのロケットでは、その重労働の大部分は遠心分離機によって行われる。

SpinLaunchの設計では、ロケットが打ち上げ速度で回転すると、遠心分離機の出口がほんの一瞬開き、ロケットが外に飛び出します。同社が出願した特許によると、ロケットの反対側で回転するカウンターバランスも同時に解放され、テザーがバランスを崩して振動で消滅するのを防ぎます。ロケットは約1分間惰性飛行し、高度約6万メートルでエンジンに点火します。この高度ではロケットに圧力をかける大気はほとんどないため、約1分間のエンジン点火で、機体を時速約27,000マイル（約3万7,000キロメートル）の軌道速度まで加速できます。さらに10秒間の点火で、ロケットは地球周回軌道に滑り込みます。

少なくともヤニーはそう保証してくれた。私が同社を訪問した時、試作機はまだバラバラの状態だったし、ヤニーは動作中のビデオを見せてくれなかった。その代わりに、スピンローンチのエンジニアたちの計算はしっかりしていると主張した。エアバス・ベンチャーズ、クライナー・パーキンス、GV（アルファベット傘下）といった主要投資家も賛同し、8000万ドルを同社に投資している。そして昨年、米国国防総省はスピンローンチに遠心分離機の開発支援契約を授与した。しかし、スピンローンチの性能を証明する公開証拠は乏しく、その効果は想像に委ねられている。

SpinLaunchの投資家の一人のためにデューデリジェンスを担当したスタンフォード大学の航空宇宙エンジニア、フアン・アロンソ氏は、私の懸念を理解してくれた。「これは珍しい技術で、初めて聞いたときは絶対にうまくいくはずがないと思うでしょう」と彼は言う。しかし、アロンソ氏は自ら計算を検証した後、投資会社にゴーサインを出した。

SpinLaunchは具体的な数字を多く公表したがらないものの、2018年と2019年に同社に付与された2つの特許は、同社の驚異的な物理現象をある程度示唆している。しかしながら、私がこれらの特許を一流研究大学の航空宇宙エンジニア数名に提示したところ、ほとんどの人が懐疑的な態度を示した。

エンジニアたちが口にした最大の批判は、ロケットが遠心分離機内で耐える力に関するものでした。ロケットは回転しながら、重力の1万倍以上の力にさらされます。一般的なロケットは、宇宙への旅の途中で重力の5～7倍程度の力にしか耐えることができません。「どんなロケットも、そしてロケット内部の電子機器も、この力に耐えられるはずがありません」と、南カリフォルニア大学の航空宇宙エンジニア、ダン・アーウィン氏は言います。

非中傷および守秘義務契約により匿名を条件に話してくれた元従業員の一人は、理論と現実の隔たりを認めた。彼らは、スピンローンチの試作型遠心分離機は比較的単純な機械で、「平均的なエ​​ンジニアリングチームなら誰でも組み立てられる」ものだと述べた。この従業員は、スピンローンチのリソースでは、機能的な弾道ロケットへのスケールアップは「非常に困難」になるだろうと述べた。また、一部のリーダーの経験不足も指摘した。「今後発生するであろう多くの問題を予測する先見性が明らかに欠如していた」と彼らは述べた。

ヤニー氏は以前にもこうした批判を耳にしてきた。彼は業界経験の不足をむしろ強みと捉えている。「私たちはエンジニアチームを編成してきましたが、そのほとんどはSpinLaunchがうまくいかないと断言するには若すぎる人たちです」と彼は言う。「彼らはこれから何が起こるのかを知ることに、エネルギーと興奮に満ち溢れています。」

過酷な力について、彼はスピンローンチのロケットが耐えなければならないような宇宙への旅を耐え抜いたロケットの長い歴史を指摘する。その中には、米陸軍の巨大な弾頭発射砲や、重力の数千倍もの力に耐えられる現代の誘導兵器などが含まれる。さらに、彼のロケットは一般的な脆弱なロケットよりも頑丈で、スペースXのファルコン9よりもミサイルに近いものになるという。

iPhoneのデモが証明するように、電子部品は加速時の極限の力に耐えることができますが、より繊細な電子機器には若干の改造が必要になるでしょう。例えば、同社は既に、耐久性の高いソーラーパネルや、衛星の姿勢制御を助けるリアクションホイールの特許を申請しています。

「これはSpinLaunchにとって新しい取り組みではありません。過去の研究成果を踏襲しているだけです」とヤニー氏は語る。彼は今年後半、同システム初の弾道ロケット打ち上げでその成果を実証する予定だ。

宇宙への長い道のり

同社の道のりで障害となっているのは物理学だけではない。最終的にスピンローンチは、ロケットが民間人に脅威を与えないよう、沿岸部の発射場を必要とする。適切な場所を見つけることは、ヤニー氏の予想以上に困難だった。2018年4月、ハンプトン氏とプロジェクトマネージャーのラファエル・フェルドマン氏は、ハワイ島にそのような施設を建設する許可を求めるためハワイへ向かった。当初、州は支持を示し、ハワイ州民が政府保証債を通じて同社に投資できるよう、2500万ドルの資金調達法案を起草した。しかし、スピンローンチが目指していた場所に近い、ハワイ島のナアレフ・コミュニティセンターで行われた緊迫したタウンホールミーティングで、住民は地元政府当局者に対し、汚職の非難や、スピンローンチの事業が地元の野生生物を破壊し、島民に脅威を与えるのではないかという懸念を激しく非難した。

「もし郡内のどこかがこの場当たり的で不当な計画の建設地に選ばれる可能性があったら、私の居場所を教えてあげます」と、ある住民は言った。「溶岩洞と聖地を舗装したあのアクセスゲートに私がいるはずです。あなたが立ち去るまで、私はクリプトナイトの鍵と鎖でそのゲートにつながれています」

町内会談は物議を醸し、資金提供提案は頓挫し、スピンローンチはハワイでの計画を断念した。沿岸部の発射場の探索は続くものの、同社は陸上に試験場を建設中だ。

スピンローンチは昨年5月、ニューメキシコ州のスペースポート・アメリカで起工式を行い、現在ロサンゼルスの遠心分離機の3倍の大きさの遠心分離機を建設中だ。ヤニー氏は、今年後半に初の弾道飛行試験を実施し、近くのホワイトサンズ・ミサイル実験場上空で約110ポンドの弾丸を打ち上げることを目指している。この試験は、これまで実験してきた11ポンドのペイロードから大幅に進歩したことになる。ここ数ヶ月、ハンプトン氏と約24人の従業員は、宇宙港近くのコンテナで作られた仮設の社宅で暮らしている。ジャグジー、アーチェリー場、バーチャルリアリティルームなどがあり、砂漠の真ん中での生活を少しでも快適にするためのちょっとした特典となっている。

ヤニー氏は、システムが期待通りの性能を発揮すると確信しており、まもなく顧客を獲得できるだろうと述べた。スピンローンチによる宇宙への打ち上げ費用は1回あたり50万ドル以下で、ヤニー氏は数十、あるいは数百の衛星を打ち上げたい企業とのみ提携したいと考えている。

たとえ1機でも軌道に乗せることができれば、それは大きな成果となるだろう。民間打ち上げ会社の歴史は、大部分が失敗の歴史だが、宇宙時代のシシュポスのように、ヤニー氏は苦難を受け入れているようだ。宇宙探査には未知なる世界へと踏み出す大胆さが求められるが、スピンローンチの場合、その未知なる世界は広大だ。しかし、その見返りは、宇宙への新たな扉を開くことに他ならない。

2020 年 1 月 29 日午前 10 時 (EST) 更新: このストーリーは、衛星とロケットの両方が加速による力を経験することを反映するように更新されました。

2020年1月29日午後9時（米国東部標準時）更新：この記事はiPhoneのテストに関する情報を修正するために更新されました。iPhoneは重力の1万倍の力を受けましたが、時速4,000マイル（約6,400キロメートル）まで加速されませんでした。

2020年2月3日午後6時40分（米国東部標準時）更新：この記事の以前のバージョンでは、SpinLaunch設立前のヤニー氏の役職が誤って記載されていました。彼はTitan Aerospaceではなく、メディア系スタートアップを経営していました。

WIREDのその他の素晴らしい記事

• iPad 10周年：最初の10年を振り返る
• 彼はユニコーン企業を望み、そして持続可能なビジネスを手に入れた
• アトランタがテクノロジー業界に黒人人材育成について教えられること
• 完璧なエスプレッソを作る科学
• デステクノロジーの未来にはまだルールはない
• 👁 顔認識の秘められた歴史。さらにAIの最新ニュースも
• 💻 Gearチームのお気に入りのノートパソコン、キーボード、タイピングの代替品、ノイズキャンセリングヘッドホンで仕事の効率をアップさせましょう