靴箱サイズの超伝導スラスター、初の軌道試験で燃料不要の機動を実証
日付: 2026-07-07
注目画像: [Z01 Supertorquer超伝導磁石システムのコイルとヒートポンプアセンブリを示す図。クレジット：Zenno Astronautics]
推進薬を消費せずに加速を生み出す靴箱サイズの超伝導スラスターが、初の軌道上試験を完了した。これは、超伝導デバイスが宇宙で運用された初めての事例となった。ニュージーランドのスタートアップ企業Zenno Astronauticsが製造したZ01 Supertorquerは、2025年11月に打ち上げられたImpulse SpaceのMira衛星に搭載され、CEOのMax Arshavsky氏によれば「見事な成績」を収めた。
Z01は、摂氏マイナス200度（華氏マイナス328度）に冷却された超伝導コイルを使用して強力な磁場を生成する。この磁場が地球の地磁気と相互作用すると、推進薬を一滴も燃焼させることなく、衛星を回転または安定化させるトルクが発生する。
「太陽エネルギーを直接有用な仕事に変換しているのです」とArshavsky氏は述べた。「エネルギーは宇宙に豊富にあるものであり、それを利用して磁石を励磁し、磁気加速デバイスを作り出すことができます。燃料なしで加速を実現します。」
仕組み
従来の衛星スラスターは、化学推進であれ電気推進であれ、推力を得るために推進薬を噴出する。一方Supertorquerは磁気トルクを利用する。太陽電池パネルがバッテリーを充電し、その電力で電気抵抗ゼロの超伝導コイルを作動させ、地球の周辺磁場と相互作用する磁気双極子を生成する。結果として生じるローレンツ力が宇宙機を回転させる。
約摂氏20度の衛星内部で極度の低温を管理するには、断熱層とアクティブヒートポンプが必要であった。極低温液体は不要であり、システムは太陽電池パネルからの電力のみで動作する。
「宇宙で超伝導技術が利用可能になれば、非常に強力な磁場を作り出し、さまざまな用途に活用できます」とArshavsky氏は述べた。「宇宙空間で物体を非常に高速に加速したり、燃料をまったく使わずに衛星の軌道を完全に変更したりすることが可能です。」
姿勢制御を超えて
当面の応用は、燃料不要の姿勢制御である。従来のリアクションホイールやスラスターの質量と複雑さを伴わずに、脱スピン、精密ポインティング、軌道維持を実現する。しかしZennoは、さらに大きな可能性を見据えている。
同社のロードマップには、磁力を利用した宇宙機のドッキングと近傍運用、燃料不要の月や火星への惑星間推進、そして有人宇宙機の放射線遮蔽が含まれている。強力な磁場は宇宙機の周りで「傘」の役割を果たし、荷電粒子を偏向させることができる。
「宇宙に行くと放射線による被害を受けますが、これらの超伝導磁石が宇宙機の周囲に磁場の傘を作り、内部を保護することができます」とArshavsky氏は述べた。
Zennoは2026年後半に、未公開のミッションでより大型の実証機を飛行させる予定である。
加熱する分野
Zennoの軌道試験は、超伝導宇宙推進への関心が幅広く高まる中で行われた。中国科学院の研究者らは最近、コンパクトな高温超伝導磁気プラズマ力学スラスターを開発し、12キロワット入力で3,265秒の比推力を達成した。これにより、従来の銅コイル同等品と比較して、消費電力を285キロワットから低減し、質量を220キログラムから60キログラムに削減した。
ニュージーランドのPaihau-Robinson研究所も、高温超伝導磁石とフラックスポンプを国際宇宙ステーションに送り、さらなる宇宙空間での検証を行う準備を進めている。
Star Catcher IndustriesのCEOであるAndrew Rush氏は最近Zennoの取締役会に加わり、この技術に対する業界の関心の高まりを示している。
「私たちは本質的に、地球の資源への依存をすべて排除し、宇宙で持続可能な産業を構築することを目指しています」とArshavsky氏は述べた。
雅子 訳