私たちの毎日の生活からすれば、宇宙開発の話題は少し遠い存在のように感じるかもしれません。しかし、「火星に人間が行く時代が現実に来るかもしれない」と聞いたら、ワクワクする人も多いのではないでしょうか。実は、アメリカのNASAや中国など世界の大国、さらにはイーロン・マスク氏率いるSpaceXなどの民間企業までが、本気で火星有人探査ミッション実現を競い合っています。そのカギを握るのが、これまで60年以上も開発が続けられてきた「核熱推進エンジン」です。
今回ご紹介するのは、その技術の最先端についてまとめた記事「After more than 60 years of development, here is the nuclear engine that is set to go to Mars with NASA.」です。火星到達をめぐる最新技術、国際情勢、そして日本への影響まで、詳しく解説します。
冷戦時代から始まった「宇宙競争」再び 〜今度の相手は中国〜
宇宙開発の舞台裏には、常に政治と国際競争がありました。1960年代の米ソによる月面レースを覚えていますか？ 当初はソ連がリードしていましたが、1969年にアメリカのニール・アームストロングが月に降り立ち、NASAが勝利を収めました。2020年代の今、その構図がアメリカvs中国へと変わり、再び「誰が宇宙を制するか」が問われる時代です。
最近では、アメリカ前大統領ドナルド・トランプが「アメリカ人が火星に降り立つのは明白な運命だ」と発言し、さらなる宇宙開発競争に火をつけました。NASAや中国の宇宙機関、SpaceXなどが「有人火星ミッション」で最初に成功することを狙い、猛烈な開発合戦を繰り広げています。
火星まで「2年以上」かかる現状の課題
現在、有人宇宙船を火星に送り込むとした場合、次のスケジュールが必要です：
- 行き：約6ヶ月（180日）
- 火星での滞在：約1年（360日、地球と火星の位置関係による）
- 帰り：約6ヶ月（180日）
合計2年以上。
これだけ長期間の宇宙旅行になると、宇宙放射線への被曝リスクや無重力による健康被害、そして膨大な物資・補給の問題が発生します。
技術的な難問
- 放射線：地球の大気や磁場から離れることで、強力な宇宙放射線から直接身を守る装備が必要
- 無重力：筋力・骨密度の低下、内臓への負担が大きくなる
- 物資補給：2年以上分の食料・酸素・水や、予備の機材を積み込む必要
核熱推進とは？
技術の仕組み
核熱推進（NTP: Nuclear Thermal Propulsion）は、従来の「化学推進ロケット」とは根本的に仕組みが異なります。
- 従来（化学推進）：ガソリンや液体水素などを「燃焼」し、その爆発力で推進力を生む
- 核熱推進：原子炉で水素などの気体を「核分裂反応の熱」で超高温まで加熱（約2600℃超）、その高温ガスをロケット噴射口から勢いよく噴き出して推進力を発生させる
この方式の大きな利点は、「推進剤の排気速度が非常に速くなり、効率が2〜3倍も上がる」ことです。
どれだけ速くなる？
核熱推進なら、地球〜火星間を「約45日」で移動できる可能性があります。単純計算でも、これまで6ヶ月かかっていた工程を1/4程度に短縮。宇宙放射線や無重力の人体への悪影響も、大幅に軽減できます。
技術の課題と安全性
実用化をめざす「DRACO計画」
この先進的な核熱推進技術の実験・実証を担うのが、アメリカ国防高等研究計画局（DARPA）とNASAが共同推進する「DRACO（ドラコ）計画」です。原子炉エンジン設計を手がけるのはアメリカの「ジェネラル・アトミクス」です。
近年、ジェネラル・アトミクスは「従来型ロケットに比べて3倍の効率」「2600℃以上の過酷な環境で燃料が持つ」ことを地上試験で証明しました（参考：GA-EMS、NASA施設で核熱推進用燃料の試験に成功 – 火星への4 ...）。2027年には宇宙空間での本格デモンストレーションを目指しています。
スペースXとの競争と中国の野望
SpaceXは化学推進方式で「完全再利用型・大型二段式ロケット（スターシップ）」を開発しており、すでに地球低軌道への商業輸送や月探査で実績を積んでいます。イーロン・マスク氏はロケット再利用技術で大きくリードしていますが、「核熱推進NTP」が実用化すれば、火星有人ミッションの主役交代も現実味を帯びてきます。
また、中国も火星有人探査を2033年に達成することを公言し、アメリカと激しい開発合戦を繰り広げています。これは、かつての冷戦時代の米ソ「宇宙レース」の現代版とも言えるでしょう。
用語解説
- DRACO計画：核熱推進エンジンの宇宙実証を目指す米国の国家プロジェクト。公式JAIF記事
- ジェネラル・アトミクス：核技術に強みを持つ米国企業。核熱推進エンジン設計をリード
- 核熱推進：核分裂の熱でロケットの推進剤（ガス）を高温・高速で噴出することで高い推力と効率を両立する推進方式
日本への意味・影響は？
日本は現在ロケット推進で独自の技術（H3ロケットなど）を持っていますが、「火星有人探査」では米中の技術力争いに一歩引いた立場にあります。ただし、日本の強みは「極低温金属材料」「宇宙用セラミックス」「原子炉安全制御システム」などで、その要素技術が米国プロジェクトに採用される可能性が高いです。
また、宇宙放射線対策や医療技術、生命維持装置などは日本の医療・バイオ技術が活躍できる分野です。「日本人宇宙飛行士が、日米合同ミッションで火星へ」というシナリオも将来考えられるでしょう。
政府・産業界としては、こうした世界の宇宙開発トレンドにキャッチアップし、「技術供与」「共同研究」「次世代宇宙エンジンの安全規格標準策定」など、独自の役割を果たせるかが問われています。
オリジナル解説・今後の展開予想
- 米中覇権争いが技術革新を加速させる一方、宇宙での核推進は安全面・倫理面で国際的なルール作りが今後大問題になります。
- スペースXの「超再利用型」ロケットとDRACO型「核熱推進ロケット」の競争構図が2020年代後半に明確化し、「45日で火星」という革命的な宇宙旅行時代の幕開けが迫っています。
- 国際協調とリスク管理（放射能漏れ等）の両立に日本の経験や人材が活きるチャンスもあり、「人類全体の宇宙進出」の節目を今まさに迎えています。
要点まとめ 〜火星への本格的挑戦が始まる〜
- 「化学推進」では火星有人ミッションに2年以上の長旅・多くのリスクが不可避
- 「核熱推進エンジン」によって、火星まで約45日で人類を送り届ける未来が見えてきた
- アメリカのNASA・DARPAとジェネラル・アトミクスが「DRACO計画」で2027年に実証を目指す
- 中国やSpaceXも参入し、米中・官民入り乱れた現代版「宇宙レース」が加速
- 日本にも技術協力や標準規格、宇宙医学分野で貢献できるチャンス
- 核推進ロケットの実用化には安全基準や国際ルール作りが必須で、日本が主導できる余地も
人類の火星到達は、もはやSFの夢物語ではなくなりつつあります。リスクとチャンスが混在する今、私たち日本人も「宇宙時代」にどう向き合うか、真剣に考える時が来ています。今後の宇宙開発競争、そして最初に火星へ足を踏み入れるのはどの国・どの企業なのか、その行方から目が離せません。
