靴箱サイズの超伝導スラスター、燃料不要の軌道操縦を初の軌道上試験で実証
注目画像： [Z01 Supertorquer超伝導磁石システムの図。コイルとヒートポンプアセンブリを示す。クレジット：Zenno Astronautics]
推進剤を消費せずに加速度を生成する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、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「見事に」性能を発揮した。
Z01は、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、衛星を回転または安定化させるトルクが発生し、推進剤を一切消費することなく動作する。
「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唯一のものであり、それを磁石に供給して磁気加速装置を生み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、化学式または電気式を問わず、推進剤質量を排出して推力を生み出す。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、それが電気抵抗ゼロの超伝導コイルに電力を供給して磁気双極子を生成し、地球の周囲磁場と相互作用する。結果として生じるローレンツ力が宇宙船を回転させる。
約20度の衛星内部で極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、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生成し、さまざまなユースケースに活用できます」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、燃料なしで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、推進剤不要の姿勢制御（デタンブリング、精密ポインティング、ステーションキーピング）であり、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排除する。しかしZennoははるか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、磁気力を利用した宇宙船ドッキングと近接運用、推進剤不要の月や火星への惑星間推進、そして有人宇宙船の放射線遮蔽への技術拡大が含まれる。強力な磁場は宇宙船の周囲に「傘」のように機能し、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の影響を受けますが、これらの超伝導磁石が宇宙船の周囲に磁場の傘を作り出し、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、非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の軌道上試験は、超伝導宇宙推進への幅広い関心の高まりの中で行われている。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動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、従来の銅コイル相当品と比較して消費電力を285キロワットから、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 Andrew Rush氏が最近Zennoの取締役会に加わり、この技術への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、宇宙に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