株式会社IDAJ（本社：神奈川県横浜市、代表取締役社長：徐 錦冑、以下IDAJ）はこのたび、インターステラテクノロジズ株式会社（本社：北海道広尾郡大樹町、代表取締役：稲川 貴大、以下IST）が、IDAJが販売・サポートするマルチフィジックス・システムシミュレーションツール「GT-SUITE」を同社のロケット開発の効率向上のために採用したことをお知らせします。
採用の背景
人工衛星の打ち上げや運用、データ活用など、宇宙において商業目的で行われる宇宙ビジネスは、ここ数年で益々活況を呈しています。官需が支える国家プロジェクトとしての高性能・高価格・大容量のロケットではなく、民需による営利を目的とした人工衛星打ち上げに必要な小型ロケットへの需要増加がそれを証明しています。
ISTは、民間での宇宙開発を目指す組織「なつのロケット団」を前身とし、現在は「誰もが宇宙に手が届く未来をつくる」というビジョンを掲げ、「圧倒的に低価格で、便利なロケット」をコンセプトに、観測ロケット「MOMO」と超小型人工衛星打上げロケット「ZERO」を独自開発・製造しています。観測ロケット「MOMO」は、微小重力空間環境での科学実験に使われているほか、企業のPRやブランディング利用の市場も開拓しています。また、2023年度の打上げを目指す超小型人工衛星打上げロケット 「ZERO」は、超小型衛星を宇宙に運ぶためのロケットで、人工衛星を地球周回軌道に投入することができます。
これらロケットの設計開発にあたって、これまで実機ベースだった一部の工程を、開発効率の向上を目的として、モデルベースでの開発設計スタイルを適用するために、1次元シミュレーションを含むデジタルエンジニアリング技術に注力しています。
観測ロケット「MOMO」（インターステラテクノロジズ提供）
超小型人工衛星打上げロケット「ZERO」（インターステラテクノロジズ提供）
採用の基準
高価格・高性能で様々な用途に利用される中大型人工衛星とは異なり、同社が開発中のZEROは、これまでより打ち上げコストを抑えた、超小型衛星を運ぶためのロケットで、コストが高いことや技術的な課題から宇宙利用が難しかった途上国や民間企業の宇宙ビジネスへの参入障壁を下げる技術として注目されています。実際に、企業や大学によるビジネス利用に対するアイデアが爆発的に拡大しています。また同時に全世界で民間ロケット開発の競争が激しさを増していることから、ZEROも短期間での設計開発が求められます。そこで、デジタルエンジニアリングの積極的な適用を念頭に、まずは現在運用中のMOMOの推進システムの中のタンク、配管、レギュレータ、バルブ、燃焼器等をモデル化し、GT-SUITEのライブラリの適合度とその流用性、再現性の高いモデル作成のための作業量と時間といった開発コストを検証しました。さらに、現在開発中のZEROへの適用を見据えて、インデューサ、インペラ、タービン、バランスピストン等で構成されるターボポンプモデルもあわせて検証対象としました。
導入検討時に用いたモデル
MOMOのモデル
一番注目していたライブラリの適合度とその流用性は、MOMO・ZERO開発に十分に適用可能なレベルであると判断しました。一部、ターボポンプの詳細、Fuelリッチガスの取り扱いなどの未検討項目がありますが、正式導入後に検討可能だという見通しを持ちました。
また、GT-SUITEの利用経験が全くない状態から検証を開始したにも関わらず、IDAJから提供されているオンライン操作講習会、技術サポート体制、リファレンスやライブラリといったテクニカルドキュメントの豊富さ、GT-SUITEそれ自体の操作のわかりやすさなどから、その他のツールやオープンソースに比べて各段に早くMOMO・ZEROの設計開発に利用することができるものと考えました。
今後の展望
今後は、検討段階で着手できなかったターボポンプモデル全体の詳細検討をはじめ、実機特性への合わせこみ、相変化を伴う流体の取り扱いなどの技術構築を予定しています。これによりMOMOとZEROの推進システムの最適化と開発を加速させ、宇宙ビジネスの発展に貢献したいと考えています。
商品名：マルチフィジックス・システムシミュレーションツール「GT-SUITE」
GT-SUITEは、米国Gamma Technologies社で開発されたマルチフィジックス・システムシミュレーションツールで、コンピュータ上で自動車をはじめとする様々な工業製品を設計し、任意の運転条件におけるエネルギー効率、騒音等のNV評価、冷却系システムの熱マネージメント評価などをおこなうことができます。マルチフィジックスに対応可能なツールですので、もちろん、1D-CAE （1次元シミュレーション）への適用が可能で、特に推進システムへの適用は、GT-SUITEが得意とする技術領域の一つです。
IDAJはGT-SUITEを1996年から販売・技術サポートを提供しており、年間100件超のエンジニアリングコンサルティングから得た様々な製品に対する適用技術とノウハウを蓄積しています。これらを標準化し、またコロナ禍においてもオンラインで操作スキルや関連知識の習得が可能なプラットフォームを整備していますので、今回のケースでも、1Dシミュレーションの早期立ち上げと運用開始を支援することができます。
インターステラテクノロジズについて
インターステラテクノロジズは、「誰もが宇宙に手が届く未来をつくる」というビジョンを掲げ、「圧倒的に低価格で、便利なロケット」を開発・製造している、北海道大樹町を拠点とした宇宙開発スタートアップ企業。観測ロケット「MOMO」は2019年5月に国内民間企業で初めて宇宙空間に到達、今年7月には2機連続での宇宙到達に成功しました。次世代機となる超小型衛星打上げロケット「ZERO」も2023年度の打上げ実施を目指し、開発を進めています。ISTは”宇宙産業を日本の新たな産業に”という大義の下、全産業の方々に向けて、宇宙に関わる機会を提供するパートナーシッププログラム「みんなのロケットパートナーズ」を進めており、今回IDAJにもご参画いただきました。
所在地 : 北海道広尾郡大樹町字芽武690番地4
代表者 : 代表取締役社長 稲川 貴大
事業内容 : ロケットの開発・製造・打上げサービス
URL: http://www.istellartech.com/
*本文中に記載の会社名、商品名、サービス名等は、それぞれ各社の商標または登録商標です。