学生が作ったロケットが初めて宇宙に到達

4月21日の早朝、南カリフォルニア大学ロケット推進研究所の学生10人が、13フィート（約4メートル）のロケットを挟み込んだピックアップトラックの後部座席に乗り込み、埃っぽい未舗装道路をニューメキシコ州南部、スペースポート・アメリカ近くの発射台へと向かった。到着すると、チームメイトたちが300ポンド（約130キログラム）のロケットを発射レールに持ち上げるのを手伝った。ロケット研究所の主任エンジニア、デニス・スモーリング氏は午前7時30分にカウントダウンを開始した。カウントダウンが0になると、トラベラーIV号は発射台から飛び立ち、尾翼からは排気ガスと炎が噴き出した。

USCチームは、地球の大気圏と宇宙空間を隔てる仮想の境界線であるカルマン線を超えてロケットを打ち上げるべく競争してきた、米国と欧州の複数の大学生グループの1つである。宇宙飛行の歴史の大部分において、ロケットを宇宙に送り込むには国家規模で資源を動員する必要があった。1942年に初めて宇宙に到達したV-2ロケットは、開発に10年以上を要し、ナチスに莫大な費用がかかった。それから80年の間に、数十カ国と数人の億万長者が、弾道飛行が可能な独自のロケットを開発してきた。しかし、米国のトップクラスの航空宇宙大学（プリンストン大学、MIT、カリフォルニア大学バークレー校、ボストン大学）を含む複数の学生チームが、自分たちにもそれが可能であることを示そうと立ち上がった。

トラベラー IV が空を横切るとき、USC チームと数十人の観客は、昇る砂漠の太陽から目を守りながら、不安げな沈黙の中で見守った。彼らはロケットの痕跡を探し、アビオニクスリーダーの Conor Hayes が高度を呼ぶのを聞いた。8 キロメートル...13 キロメートル...17 キロメートル。打ち上げからわずか 3 分後、打ち上げチームのメンバーが、誰もが聞きたがっていた言葉を無線で伝えた。「ドローグが点火しました」。最初のパラシュートが遠地点で展開され、ロケットが予定通り宇宙に到達したことが示された。チームの回収リーダーである Peter Eusebio は歓声をあげ、振り返ってチームの打ち上げコーディネーターである Sidney Wilcox を抱きしめ、2 人は喜びのあまりジャンプし始めた。残されたのは、ロケットを見つけることだけだった。

USCのロケット技術者たちは、打ち上げ地点から19キロメートル（19.6キロメートル）下流で宇宙船を回収した。音速の5倍の速度で飛行していたにもかかわらず、宇宙船の状態は極めて良好だった。飛行データを分析した結果、ロケットがカーマン線を突破したというほぼ確実な結論が出た。これにより、USCロケット研究所は、宇宙にロケットを打ち上げた史上2番目のアマチュア宇宙飛行グループとなった。宇宙船は高度339,800フィート（約10万メートル）に達し、最高速度3,386マイル（約5,400キロメートル）を記録した。

カーマンライン突破は大学宇宙開発競争の目標でしたが、この「公式」宇宙境界線はいくぶん恣意的です。例えばNASAは、地表から50マイル（約80キロメートル）上空を飛行したパイロットに宇宙飛行士の資格を与えます。これはカーマンラインより約6万フィート下です。この基準からすると、USCチームはロケットの上昇を追跡する搭載加速度計の測定誤差を考慮しても、宇宙空間にかなり到達していたことになります。

USCロケット推進研究所は、2005年の設立以来、この目標を追い求めてきました。この目標の達成は、民間宇宙探査チームが史上初めてアマチュアロケットを宇宙に打ち上げたわずか1年後に始まりました。そして、同チームは2014年にこの偉業を再び成し遂げました。

民間宇宙探査チームと同様に、USCの研究所は固体燃料ロケットに焦点を当てました。固体燃料ロケットは、SpaceXやBlue Originが打ち上げる液体燃料ロケットに比べて、はるかに複雑で危険性の少ないモーターを必要とします。大学宇宙開発競争のリーダーたちが開発しているロケットの中には2段式のものもありますが、USCチームは単段式ロケットを選択しました。時速17,000マイル（約27,000キロ）以上の速度で軌道に到達しようとする場合、空の燃料タンクの重量を投棄するために2段式ロケットは必須です。しかし、高度と速度が低い場合は、単段式ロケットでも十分です。

2013年、USCのロケットチームはトラベラーIで初の宇宙飛行を試みたが、打ち上げ数秒後に爆発した。翌年打ち上げられたトラベラーIIも同様の運命をたどった。明らかに、何らかの変更を加えるべき時が来ていた。最初の2機のトラベラーロケットの失敗を受けて、USCチームは、その後の宇宙飛行で使用する飛行システムの試験台として、ファゾムロケットとグラベラーモーターの開発を開始した。ファゾムロケットは実質的にトラベラーロケットの縮小版であり、USCチームは複数のロケットを短期間で連続して建造し、サブシステムがどのように連携するかを確認することができた。徹底的な地上テストの後、チームのファゾムIIロケットは2017年に高度144,000フィートに到達し、記録を樹立した。他の大学ロケットチームは約100,000フィートにしか到達していなかった。

2018年9月、USCチームはトラベラーIIIを打ち上げました。これはおそらく宇宙に到達した初の大学ロケットとなるでしょう。チームは高度約37万フィート（約10万メートル）に到達すると予想していましたが、USCチームはアビオニクスペイロードの起動に失敗し、飛行データは記録されませんでした。テュークスベリー氏によると、トラベラーIVの打ち上げに先立ち、チームは同様のミスを避けるため、運用手順を徹底的に見直しました。

USCは宇宙飛行を成し遂げた最初の大学チームかもしれませんが、競争はまだ終わっていません。USCを含む多くのチームが、より大きな技術的課題を抱えながらも、液体燃料ロケットの開発を模索しています。液体燃料ロケットは、制御性の向上や、より多くのペイロードを高度まで運ぶ能力など、いくつかの利点があります。このようなロケットの建造には莫大な費用がかかるため、大学にとって大きな障壁となっていますが、わずか15年前までは固体燃料ロケットについても同じことが言えました。

テュークスベリー氏によると、USCチームはこの挑戦に意欲的だという。しかし、固体燃料ロケットの開発はまだ終わっていない。ロケット推進研究所は、アマチュアロケット史上最高高度の打ち上げ記録も樹立しようとしている。これは高度をさらに5万フィート（約15,000メートル）上げることを意味するが、大気圏に64マイル（約104キロメートル）も到達した後では、あと12マイル（約22キロメートル）くらい大したことはないだろう。

2019年5月22日午後11時（東部標準時）更新：この記事の以前のバージョンでは、アビオニクス・リードをレンジ・リードと誤って記載し、ロケットが29マイル（約47.6キロメートル）を射程距離で飛行したと記載していました。実際には、ロケットは12マイル（約19.6キロメートル）を射程距離で飛行しました。

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