セカンダリペイロード

二次ペイロードはライドシェアペイロードとも呼ばれ、^[1]打ち上げロケットで軌道に輸送される小型のペイロード であり、主な打ち上げの契約を締結し支払いを行う主体によって、その費用の大部分が支払われ、打ち上げ日時と軌道軌道が決定される。 ^{[2] [3]}その結果、二次ペイロードは通常、契約が締結され、ペイロードが打ち上げロケットへの統合のために打ち上げロケットサプライヤーに引き渡されると制御を失うというトレードオフを受け入れることで、軌道への輸送サービスに対して大幅に割引された価格を取得する。これらのトレードオフには通常、打ち上げ日時、最終的な軌道パラメータに対する制御がほとんどまたは全くないこと、または、打ち上げ前の地上処理中にペイロードの故障が発生した場合に、打ち上げを中止してペイロードを取り外す能力が含まれる。これは、通常、一次ペイロードが打ち上げサービスプロバイダーとの契約を通じて これらの打ち上げ所有権のすべてを購入するためである。

もともとは米国政府中心の政府所有の打ち上げオプションであり、政府機関が選択した割り当て手段によって二次ペイロードスロットが与えられることが多かったが、時間の経過とともに、二次ペイロードの機会を通じて宇宙へのアクセスコストの低さを活用する市場全体が出現した。 ^[4]

衛星打ち上げ産業の小型衛星分野は近年急速に成長している。特に開発活動が活発なのは1～50kgサイズの範囲である。1～50kgの範囲に限ってみると、2000～2005年には年間15機未満、2006年には34機、2007～2011年には年間30機未満であった。これが2012年には34機、2013年には92機に増加した。^[4] 2023年には2,304機の小型衛星が打ち上げられ、2022年から18%の増加となる。

二次打ち上げサービスの提供は、打ち上げプロバイダーによって異なります。米国の商業打ち上げ会社であるユナイテッド・ローンチ・アライアンス（ULA）は、商業的に二次ペイロードへのアクセスを事実上提供していませんが、米軍はULAの打ち上げ会社アトラスVとデルタIVにいくつかの二次ペイロードスロットを提供しており、それらは政府の打ち上げスロット割り当てプロセスによって管理されています。

ロケットラボは、既存のエレクトロンロケットで相乗り機能を提供しています。キックステージの再点火能力により、このロケットはさまざまな軌道を交互に周回し、さまざまなペイロードを展開することができます。^[5]

フォトンはロケットラボが設計した衛星バスで、キックステージを大幅に強化したものです。低軌道（LEO）、中軌道（MEO）、静止軌道（GEO）、月、惑星の目的地に複数の衛星を打ち上げることができます。^[6]

スペースXは2011年からファルコン9ロケットによる二次ペイロードの打ち上げを有料化し、低地球軌道（LEO）に届けられる二次ペイロードの価格は20万～32万5千ドルだった。 ^[7] 2014年3月時点でスペースXは二次ペイロードの打ち上げは継続するが、「二次ペイロード市場にはまだ十分な資金がない」ため、それほど多くは行わないと表明した。^[8][update]

2019年8月初旬、SpaceXは、2018年以降大型衛星市場が縮小していたことを受けて、小型衛星を軌道に乗せるためのライドシェアプログラムを発表した。SpaceXは以前にも専用の二次ペイロードミッションを飛行させていたが、このプログラムでは、顧客がSpaceXから直接ポートを購入することになる。当初SpaceXは、顧客が打ち上げの少なくとも12か月前にサインアップした場合、最大150 kg (330ポンド)の二次ペイロードを太陽同期軌道に225万ドルで打ち上げることを提案していた。6か月から12か月の間であれば、価格は300万ドルに値上げされる。顧客が12か月前にサインアップした場合、最大300 kg (660ポンド)の二次ペイロードについては、SpaceXは基本価格を450万ドル、6か月前であれば600万ドルと提示した。フライトは、2020年11月からファルコン9ロケットでヴァンデンバーグ空軍基地のSLC-4Eから打ち上げられる予定だった。 ^{[9] [10]}

しかし、8月初旬の発表に対する反応を受けて、同月後半にSpaceXは計画を改訂し、最大200kg（440ポンド）のペイロードを100万ドルに値下げした。さらにSpaceXは、当初2020年3月から開始する予定だったさらなる打ち上げ機会を発表した。これには、 Starlinkミッションの二次ペイロードなどが含まれる予定である。^{[11]このプログラムの初飛行は2020年6月13日に行われ、Starlink 8は}Planet Labs製の3機のSkySatとともに打ち上げられた。^{[12] [13]}

顧客は、15インチまたは24インチ（38 cmまたは61 cm）のESPAポートを選択できます。専用のライドシェアミッションの場合、15インチと24インチのリングには、それぞれ6つまたは4つのポートがあります。Starlinkの打ち上げでは、セカンダリペイロードがStarlinkスタックの上部に取り付けられます。これらの打ち上げの機械インターフェイスには、2つの15インチ直径ESPAポートまたは1つの24インチ直径ESPAポートがあります。^{[14] [15]}これらのミッションのために、SpaceXは通常の60衛星構成からいくつかの衛星を削除しました。^[16] SpaceXは、顧客からの要求に応じてカスタム構成も提供しています。^{[14] [15]}

アリアンスペースは、 2023年9月に53機の衛星を太陽同期軌道に打ち上げたVV16で、ベガロケットによる初の専用ライドシェアミッションを開始した。 ^[17]この飛行は小型宇宙船ミッションサービスの一環であった。^[18]

2019年8月、アリアンスペースは、静止軌道上への小型衛星の投入増加に対応して、静止軌道上への直接ライドシェアミッションを発表した。顧客は、打ち上げの6～12か月前までフライトを購入できる。ペイロードを静止軌道に直接投入することで、顧客は静止トランスファー軌道に投入された後に宇宙船の軌道を上げる必要がなくなる。ペイロードは打ち上げから6時間後に展開される。「GO-1」と呼ばれる最初の打ち上げは、2022年第1四半期または第2四半期にアリアン6ロケット（64構成）で飛行する予定である。打ち上げはギアナ宇宙センターから行われる。同様のフライトは毎年飛行する可能性がある。^[19]従来のライドシェアミッションとは異なり、顧客は主要なペイロードの打ち上げ準備が整うのを待つ必要はなく、ペイロード容量が満たされるのを待つ必要がある。^[20]

ロシアのプロトンロケットの打ち上げを販売する米国企業、インターナショナル・ローンチ・サービス（ILS）は、小型衛星やキューブサットの商用二次ペイロードを打ち上げておらず、今後も打ち上げる予定はない。^[21] 米ボーイング社とロシアのRSCエネルギア（RSCE）社（現在はRSCEが過半数を所有）の米国拠点のコンソーシアムであるシー・ローンチも、現在は商用二次ペイロードを打ち上げていない。^[21]

EELVセカンダリペイロードアダプター（ESPA）は、もともとアトラスVとデルタIVを使用する米国国防総省の宇宙ミッションでセカンダリペイロードを打ち上げるために設計された段間アダプターリングです。2000年代に初めて使用されたESPAの目標は、主要顧客の打ち上げコストを削減し、主要ミッションへの影響を最小限に抑えながらセカンダリ、さらには三次ミッションを可能にすることでした。^{[2] ESPAリングの設計は}事実上の標準 となり、現在では当初の意図やロケットよりもはるかに広く使用されています。

ESPAは、最大6,800キログラム（15,000ポンド）の主ペイロードと、それぞれ180キログラム（400ポンド）以下の最大6つの副ペイロードをサポートするように設計されました。各副宇宙船は、直径38センチメートル（15インチ）のポートに放射状に取り付けられ、61センチメートル（24インチ）x 71センチメートル（28インチ）x 97センチメートル（38インチ）の容積が割り当てられています。^[3]

2011年までに、SpaceXは標準のESPAリングインターフェースを使用してファルコン9ロケットで二次ペイロードを打ち上げる契約を結んでいた。^[7]

ESPA グランデ リングの商用派生製品が開発されている。スペースフライト セカンダリ ペイロード システム (SSPS) と名付けられたこのシステムは、スペースフライト サービスとの契約に基づき、アンドリュース スペースによって開発および製造されている。このシステムには、直径 61 cm (24 インチ) のポートが 5 つ含まれており、それぞれが最大 300 キログラム (660 ポンド) のペイロードを運ぶことができる。「SSPS は、フライト コンピューター、電力システム、軌道決定機能、ペイロード電力スイッチングを備えたスタンドアロンの宇宙船と非常によく似た動作をする。」^[22]