双曲線1号（Hyperbola-1）
Hyperbola-1 - China’s First Private Orbital Solid Rocket
1 概要
双曲線1号（Hyperbola-1, 双曲线一号）は、中国初の民間軌道ロケット成功例であり、星際栄耀（iSpace、北京星际荣耀空间科技有限公司）が開発した 4段式固体ロケット である (1)。SSO 300kgの能力を持ち、2019年7月25日の初打上げ成功で、中国民間宇宙企業の軌道到達を実証した歴史的ロケットである。
1.1 基本諸元
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| 全高 | 約20.8m |
| 直径 | 1.4m |
| 打上げ時質量 | 約31ton |
| 段数 | 4段（全段固体） |
| 初打上げ | 2019年7月25日 |
| 打上げ回数 | 4回（2025年時点） |
| 成功回数 | 1回 |
| 成功率 | 25% |
| 運用状況 | 運用中（改良中） |
1.2 ペイロード能力
| 軌道 | ペイロード質量 |
|---|---|
| SSO（500km） | 300kg |
| LEO（300km） | 400kg |
1.3 推進システム
1.3.1 第1段〜第4段（全段固体推進剤）
推進剤: HTPB固体推進剤（全段）
| 段 | 推力 | 燃焼時間 |
|---|---|---|
| 第1段 | 約450kN | 約60秒 |
| 第2段 | 約180kN | 約70秒 |
| 第3段 | 約60kN | 約80秒 |
| 第4段 | 約20kN | 約100秒 |
固体推進剤の特徴: - HTPB（Hydroxyl-Terminated Polybutadiene）: ヒドロキシル末端ポリブタジエン - 酸化剤: 過塩素酸アンモニウム（AP） - 金属燃料: アルミニウム粉末 - 比推力: 約260-280秒（真空）
2 技術的特徴
2.1 1. 中国初の民間軌道ロケット成功
双曲線1号は 中国初の民間軌道到達成功 を達成した (1)：
2.1.1 初打上げ成功（2019年7月25日）
ミッション詳細: - 打上げ日時: 2019年7月25日 13:00（北京時間） - 発射場: 酒泉衛星発射センター - ペイロード: 2機の小型衛星 + CubeSat - 軌道: SSO 300km - 結果: 成功
歴史的意義: - 中国初: 民間企業による軌道到達 - 世界: Rocket Lab（Electron）、Virgin Orbit（LauncherOne）に続く - 民間宇宙: 中国民間宇宙産業の突破口
2.1.2 中国民間ロケット企業の競争
| 企業 | ロケット | 初軌道成功 | 状態 |
|---|---|---|---|
| iSpace（星際栄耀） | Hyperbola-1 | 2019年7月 | 運用中 |
| LandSpace（藍箭航天） | Zhuque-2 | 2023年7月 | 運用中 |
| Galactic Energy（星河動力） | Ceres-1 | 2020年11月 | 運用中 |
| ExPace（快舟航天） | Kuaizhou-1A | 2017年1月 | 運用中（国有） |
iSpaceの先行: - 2019年: 民間初の軌道到達成功 - 技術実証: 固体ロケット技術の成熟 - 顧客獲得: 商業衛星打上げサービス開始
2.2 2. 全段固体推進 - 即応性と運用性
双曲線1号は 全段固体推進剤 を使用し、即応性を重視する (2)：
2.2.1 固体ロケットの利点
運用面: - 即応性: 推進剤充填不要、打上げ準備24時間以内 - 貯蔵性: 固体推進剤は長期保管可能（数年） - 運用コスト: 液体推進剤の地上設備不要
技術面: - シンプル: 推進剤供給系・ターボポンプ不要 - 信頼性: 可動部品少ない - 小型: 推進剤密度高い（液体より体積小）
欠点: - 比推力: 260-280秒（液体の340-450秒より低い） - 推力調整: 燃焼開始後の推力制御不可 - 環境: HCl排出（塩化水素）
2.2.2 液体ロケットとの比較
| 項目 | Hyperbola-1（固体） | Ceres-1（固体） | Zhuque-2（液体LOX/CH₄） |
|---|---|---|---|
| SSO能力 | 300kg | 300kg | 1,500kg |
| 打上げ準備 | 24時間 | 48時間 | 7-14日 |
| 比推力 | 270秒 | 280秒 | 365秒 |
| 初成功 | 2019 | 2020 | 2023 |
| 価格 | $5M（推定） | $5M | $10M（推定） |
2.3 3. 酒泉衛星発射センター運用
双曲線1号は 酒泉衛星発射センター から打上げられる (3)：
2.3.1 酒泉での民間ロケット運用
射点: - 移動式発射台: 固体ロケット専用 - 射座: Pad 5020（商業・民間ロケット用）
地理的特性: - 高緯度: 北緯40.6度（SSO投入に適） - 砂漠: ゴビ砂漠（落下地域の安全性） - 内陸: 甘粛省酒泉市
民間企業の利用: - Hyperbola-1: iSpace - Kuaizhou-1A: ExPace（国有系） - Ceres-1: Galactic Energy
2.4 4. 商業小型衛星市場への対応
双曲線1号は 商業小型衛星コンステレーション 市場に対応する (4)：
2.4.1 小型衛星市場の成長
世界の小型衛星需要: - Starlink: SpaceX、12,000機計画 - OneWeb: 648機計画 - Planet Labs: リモートセンシング、200機運用中
中国の小型衛星計画: - 吉林1号: 商業リモートセンシング、150機計画 - 銀河航天: 通信コンステレーション、1,000機計画 - Spacety（天儀研究院）: リモートセンシング、100機計画
2.4.2 Hyperbola-1の市場機会
対象顧客: - 小型衛星: 100-300kg級 - CubeSat: 1-10kg級（複数機同時打上げ） - 技術実証: 新型衛星の軌道実証
価格競争力: - 打上げ価格: $5M程度（推定） - 専用打上げ: 顧客指定軌道投入 - リードタイム: 6-12ヶ月
2.5 5. 信頼性課題と改良
双曲線1号は 3回連続失敗 の信頼性問題に直面している (1)：
2.5.1 打上げ実績
| 打上げ日 | ミッション | 結果 | 失敗原因 |
|---|---|---|---|
| 2019-07-25 | 初打上げ | 成功 | - |
| 2020-08-21 | 第2回 | 失敗 | 第1段分離異常 |
| 2021-02-01 | 第3回 | 失敗 | 第3段着火失敗 |
| 2022-12-27 | 第4回 | 失敗 | 姿勢制御異常 |
失敗原因分析: - 第1段分離異常: 分離機構の火工品不作動 - 第3段着火失敗: 固体モーター点火系統故障 - 姿勢制御異常: 制御系ソフトウェア問題
改良計画: - 分離機構: 冗長系追加（二重火工品） - 点火系統: 信頼性向上（電気点火系） - 制御系: ソフトウェア検証強化
3 主要ミッション
3.1 初打上げ成功（2019年7月25日）
ペイロード: - 衛星1: 「青腾之星」技術実証衛星（約50kg） - 衛星2: 「北京一号」リモートセンシング衛星（約150kg） - CubeSat: 複数機の超小型衛星
軌道: - 軌道種類: 太陽同期軌道（SSO） - 高度: 300km - 傾斜角: 約97度
歴史的意義: - 中国初: 民間企業による軌道到達 - 技術実証: 固体ロケット技術の成熟 - 市場開拓: 商業打上げサービス開始
3.2 第2回打上げ失敗（2020年8月21日）
ミッション: - ペイロード: 商業小型衛星（詳細非公開） - 結果: 失敗（第1段分離異常）
失敗の影響: - 顧客損失: 衛星喪失 - 信頼性: 成功率50%に低下 - 改良: 分離機構の再設計
3.3 第3-4回打上げ失敗（2021-2022年）
連続失敗: - 第3回（2021年2月）: 第3段着火失敗 - 第4回（2022年12月）: 姿勢制御異常
信頼性危機: - 成功率: 25%（1回成功/4回） - 顧客信頼: 商業顧客の離脱 - 競合: Ceres-1（15回連続成功）、Zhuque-2に遅れ
4 技術的課題
4.1 1. 固体ロケットの信頼性
固体ロケットは 品質管理 が成功の鍵である (5)：
4.1.1 固体推進剤の製造
推進剤混合: - 均一性: HTPB + AP + Alの均一混合 - 空隙: 推進剤内の気泡除去 - 硬化: 温度・湿度管理下での硬化
品質検査: - X線検査: 内部欠陥検出 - 超音波検査: 空隙・クラック検出 - 燃焼試験: 推力・燃焼時間の検証
民間企業の課題: - 製造経験: 国有企業（CASIC/CASC）より経験不足 - 検査設備: 高価な非破壊検査設備 - 品質管理: 軍用水準の品質管理体制
4.2 2. 段分離・点火の信頼性
段分離と点火は ミッション成功の重要箇所 である (6)：
4.2.1 段分離機構
火工品分離: - 爆発ボルト: 段間結合部の分離 - スプリング: 段間押し出し - 確実性: 火工品の100%作動必要
Hyperbola-1の失敗: - 第2回: 第1段分離異常（火工品不作動？） - 対策: 冗長系（二重火工品）
4.2.2 固体モーター点火
点火系統: - 電気点火: 電流で点火薬着火 - 伝火: 点火薬 → 推進剤表面 - 燃焼開始: 推進剤全面燃焼開始
Hyperbola-1の失敗: - 第3回: 第3段着火失敗 - 原因: 点火系統故障（電気系？点火薬？）
4.3 3. 小型ペイロード市場の競争
Hyperbola-1は 激しい競争 に直面している (7)：
4.3.1 中国国内競争
| ロケット | 企業 | SSO能力 | 成功率 | 価格（推定） |
|---|---|---|---|---|
| Hyperbola-1 | iSpace | 300kg | 25% | $5M |
| Ceres-1 | Galactic Energy | 350kg | 100% | $5M |
| Kuaizhou-1A | ExPace | 200kg | 95% | $6M |
| Zhuque-2 | LandSpace | 1,500kg | 100% | $10M |
Hyperbola-1の課題: - 信頼性: 25%（Ceres-1の100%に大きく劣る） - ペイロード: 300kg（Zhuque-2の1,500kgに劣る） - 価格: 競争力あるが、信頼性不足で顧客獲得困難
4.3.2 国際競争
| ロケット | 国 | SSO能力 | 成功率 | 価格 |
|---|---|---|---|---|
| Electron | 米国（Rocket Lab） | 300kg | 97% | $7.5M |
| LauncherOne | 米国（Virgin Orbit） | 300kg | 80% | 退役 |
| Firefly Alpha | 米国 | 1,000kg | 50% | $15M |
4.4 4. 次世代ロケットへの移行
iSpaceは 液体メタンロケット（Hyperbola-2） 開発を進めている (8)：
4.4.1 Hyperbola-2（次世代液体ロケット）
仕様: - 推進剤: LOX/Methane（液体酸素/メタン） - LEO能力: 1,900kg - 再使用: 第1段垂直着陸回収（計画） - 初打上げ: 2025年予定
Hyperbola-1からの転換: - ペイロード: 300kg → 1,900kg（6.3倍） - 再使用: コスト削減30-50%目標 - 競争力: Zhuque-2（Landspace）との競争
iSpaceの戦略: - Hyperbola-1: 小型市場継続運用（信頼性改善後） - Hyperbola-2: 中型市場参入（1-2ton級） - 再使用技術: 長期的コスト競争力
5 将来展望
5.1 Hyperbola-1の信頼性改善
改良計画（2024-2025年）: - 分離機構: 冗長系火工品 - 点火系統: 高信頼性電気点火系 - 制御系: ソフトウェア検証強化 - 品質管理: 製造工程の標準化
目標: - 成功率: 80%以上（次回5回中4回成功） - 年間打上げ: 4-6回 - 顧客獲得: 小型衛星コンステレーション
5.2 Hyperbola-2への注力
開発スケジュール: - 2024年: 地上試験完了 - 2025年: 初打上げ - 2026年以降: 年間10回以上運用
市場ポジション: - 中型SSO: 1-2ton級 - 再使用: コスト競争力 - 国際市場: 一帯一路諸国向け
5.3 民間宇宙産業の成長
中国民間ロケット市場（2025-2030年）: - 市場規模: ¥100億（約$15B） - 打上げ需要: 年間100回以上（小型衛星コンステレーション） - 民間シェア: 30-40%（国有CASC/CASICとの競争）
iSpaceの役割: - 技術実証: Hyperbola-1で民間軌道到達実証 - 次世代: Hyperbola-2で中型市場参入 - 再使用: 中国初の民間再使用ロケット実現
6 比較: 世界の小型固体ロケット
| ロケット | 国 | SSO能力 | 段数 | 初打上げ | 成功率 | 打上げ回数 | 状態 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Hyperbola-1 | 中国 | 300kg | 4段 | 2019 | 25% | 4回 | 運用中 |
| Ceres-1 | 中国 | 350kg | 4段 | 2020 | 100% | 15回 | 運用中 |
| Pegasus | 米国 | 450kg | 3段 | 1990 | 94% | 45回 | 運用中 |
| Epsilon | 日本 | 1,500kg | 3段 | 2013 | 100% | 6回 | 運用中 |
| Vega | 欧州 | 1,500kg | 4段 | 2012 | 90% | 20回 | 運用中 |
7 参照文献
ファイルパス: C:\Users\xprin\github\tech-research-portfolio\projects\rockets_facilities\docs\rockets\china\Hyperbola-1.qmd
完成日: 2025-10-22
対応YAMLデータ: C:\Users\xprin\github\tech-research-portfolio\projects\rockets_facilities\data\rockets\china\Hyperbola-1.yaml
関連発射施設: 酒泉衛星発射センター
関連ロケット: Ceres-1 | Kuaizhou-1A | Zhuque-2