１２.【SpaceXのコスト削減革命と核熱推進エンジンの技術解説】
セサミン（小さな恐竜キャラ）
「博士！ SpaceXの打ち上げコストが10分の1ってどうやったの？ それと『核熱推進エンジン』ってロケットを核爆発で飛ばすの！？」
ごま博士（白髪の研究者）
「おっと、核爆発じゃないよ（笑）。一つずつ、技術の核心を解説しよう！」
■ SpaceXの打ち上げコストが10分の1になった理由■
【従来のロケット（例：ULA「アトラスV」）】
打ち上げコスト：約 1億5000万ドル（約165億円）
問題点：
使い捨てロケット：毎回新品を製造。
複雑なサプライチェーン：部品を各国から調達。
【SpaceXの革新点】
技術・戦略具体的内容コスト削減効果
1. ロケットの再使用ファルコン9の第1段を着陸回収→整備して再利用打ち上げコスト 60％減
2. 垂直統合製造エンジンから電子機器まで自社一貫生産（外部依存ゼロ）部品コスト 70％減
3. 簡素な設計メタン燃料エンジン（従来の水素より安価・扱い容易）燃料費 50％減
4. 大量生産工場でロケットを流れ作業で組み立て（自動車並み）製造時間 80％短縮
セサミン
「ロケットを『使い回し』するなんて、車みたいだね！」
ごま博士
「その通り！ SpaceXは**『ロケットを家電製品のように』**考えたんだ。イーロン・マスクは『宇宙への定期バスを作る』と言ってるよ」
■ 核熱推進エンジン（NTP）の仕組み■
【従来の化学ロケット（例：サターンV）】
原理：燃料＋酸化剤（液体酸素）を燃焼→爆発的膨張ガスを噴射。
問題点：
比推力（※）が低い（約450秒）→火星まで7ヶ月以上かかる。
燃料効率が悪く、大量の推進剤が必要。
※ 比推力：エンジンの効率指標。「1kgの燃料で1kgの機体を何秒加速できるか」を表す。
【核熱推進エンジン（NTP）】
原理：
原子炉で水素ガスを2000℃以上に加熱。
超高温ガスをノズルから噴射→化学ロケットの2倍の比推力（約900秒）。
メリット：
火星往復期間が4ヶ月に短縮（宇宙飛行士の被ばく・ストレス激減）。
燃料消費量が3分の1で済む。
セサミン
「原子炉って…放射能漏れしないの？」
ごま博士
「大丈夫！ NTPは**「核分裂」ではなく「加熱」のみ**を使う。宇宙空間で使用するから、万一の際も大気圏外で処理できるんだ」
■ 従来エンジン vs NTP 比較表■
項目化学ロケット核熱推進（NTP）
推進原理燃料の化学反応原子炉で水素加熱
比推力～450秒～900秒
火星到達時間7ヶ月4ヶ月
安全性爆発リスク放射線遮蔽が必要
開発状況実用化済みNASA/DARPAが2023年実験開始
セサミン
「NTPってすごい！ でもなんで今まで作らなかったの？」
ごま博士
「実は1960年代にアメリカで実験してたんだ。でも『冷戦終結』と『放射能への懸念』で凍結…。今は新型遮蔽材と小型原子炉の進歩で再び注目されてるんだよ」
■ NTPの核心技術■
1. 燃料粒子の革新
従来：ウラン燃料に**「ゼオライト」**を使用→高温で劣化。
新型：「炭化ウラン」コーティングで3000℃耐性を実現（NASA・BWXT社開発）。
2. 水素の超高速加熱
原子炉内で水素ガスを**0.001秒で2000℃に加熱する「流路設計」**が鍵。
3. 放射線遮蔽
宇宙船の居住区を守るため、**「水＋リチウム」**の複合シールドを採用。
【まとめ】「宇宙輸送の二大革命」が火星有人化を加速
SpaceXのコスト削減：
再使用ロケット×垂直統合で「宇宙への定期便」を実現。
核熱推進エンジン：
原子炉の熱で水素噴射→火星旅行を「船旅並み」に短縮。
セサミン
「僕が大人になる頃には、火星行きが普通になってるかも！？」
ごま博士
「そうなるといいね！ でも忘れないで。ごまの抗酸化力が宇宙飛行士を守るんだからね！」
