Dream Chaser
Sierra Space再使用型宇宙往還機
1 概要
Dream Chaserは、Sierra Space社が開発した再使用型無人貨物宇宙往還機（スペースプレーン）であり (1)、NASAのCRS-2（Commercial Resupply Services 2）契約に基づきISS補給ミッションを担う (2)。
基本情報:
- 製造: Sierra Space（米国コロラド州ルイビル）
- 初飛行予定: 2026年Q4（Vulcan Centaur VC4Lで打上げ）
- 状態: 開発中（初号機Tenacity製造完了）
- 貨物能力: 5,500 kg（与圧+非与圧、Shooting Star統合時）
技術的特徴:
- リフティングボディ設計: NASA HL-20の設計を商用化、翼なしでも揚力を発生 (3,4)
- 滑走路着陸: 最大1.5 gの低加速度で滑走路に自律着陸（カプセル型の6-8 gと比較）
- 15回以上の再使用: スペースシャトルの運用知見を活かした長寿命設計
- 非毒性推進剤: HTP（高テストペルオキシド）とRP-1の組み合わせ
市場ポジション: SpaceX Dragon 2、Northrop Grumman CygnusとともにISS補給の3本柱を構成 (5)
2 基本仕様
2.1 寸法・質量
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| 全長 | 9 m（30 ft） |
| 翼幅 | 7 m（23 ft、折りたたみ可能） |
| 機体幅 | 4.5 m |
| 空虚質量 | 3,500 kg |
| TPS（熱防護）タイル数 | 約2,000枚 |
2.2 貨物能力
| 構成 | 与圧 | 非与圧 | 合計 |
|---|---|---|---|
| Dream Chaser単体 | 910 kg | — | 5,500 kg |
| Shooting Star統合 | 5,000 kg | 500 kg | 5,400+ kg |
下降貨物: 1,750 kg（実験サンプル・データ）(6) 廃棄物処理: 8,700 lb（Shooting Starが軌道離脱時に焼却処分）
3 リフティングボディ設計
3.1 HL-20からの系統
Dream Chaserの設計は、NASAが1989〜1993年に研究したHL-20 Personnel Launch Systemに遡る (3,4)。
設計系統:
X-20 Dyna-Soar → M2-F2/F3 → HL-10 → X-24A/B → X-23 PRIME → HL-20 → Dream Chaser
2006年にSpaceDev社（後にSierra Nevada Corporationが買収）がNASAからHL-20の商用化ライセンスを取得し、2007年にNASA Space Act Agreementを締結した (1)。
3.2 リフティングボディの利点
リフティングボディ形状は機体全体で揚力を発生させるため、以下の特性を持つ:
- 高い揚抗比（L/D）: 超音速時L/D 1.4、クロスレンジ1,000 nmi以上
- 低加速度再突入: 最大1.5 g（カプセル型の6-8 gと比較）
- 精密機器の保護: 低g環境により実験サンプルの損傷を最小化
- 滑走路着陸: 商用空港での着陸が可能（FAA Vehicle Operator License申請中）
4 熱防護システム（TPS）
Dream Chaserの熱防護システムは、スペースシャトルの技術を基に大幅に改良されている (7)。
| 部位 | 材料 | 備考 |
|---|---|---|
| 機体の95% | シリカ系セラミックタイル | 非アブレーティブ型 |
| 先端・前縁 | TUFROC | 高耐熱酸化防止セラミック |
| 上面低温部 | シリカ繊維キルトブランケット | 軽量断熱 |
タイル枚数: 約2,000枚（スペースシャトル: 24,000枚の約1/12） (7)
4.1 再突入性能
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| 再突入速度 | Mach 25（24,500 km/h） |
| 表面最高温度 | 1,650°C |
| 減速加速度 | 最大1.5 g |
| 着陸速度 | Mach 0.4以下（304 mph以下） |
5 推進システム
5.1 メインプロパルション
Dream ChaserはOrbitec Vortex 3モード圧力供給エンジンを搭載する (1,8):
| モード | 推力 | 推進剤 |
|---|---|---|
| 低推力 | 40 lbf | HTP（モノプロペラント） |
| 中推力 | 60 lbf | HTP |
| 高推力 | 110 lbf | HTP + RP-1（バイプロペラント） |
5.2 RCS（反応制御システム）
VRP110-Bスラスタ × 26本（Dream Chaser本体 + Shooting Star）:
- 推力範囲: 42〜113 lbf（3モード）
- 推進剤: HTP + ケロシン（非毒性）
- 用途: 軌道制御、逆噴射、再突入姿勢制御
非毒性推進剤の採用は、地上整備の安全性向上とターンアラウンド時間短縮に寄与する。
6 Shooting Starモジュール
Shooting Starは、Dream Chaserに統合される使い捨て型サービスモジュールである (6):
| 機能 | 内容 |
|---|---|
| ドッキング | CBM（Common Berthing Mechanism）パッシブ型 |
| 追加貨物 | 4,500 kg |
| 推進 | 6本のスラスタ（姿勢・並進制御） |
| 電力 | ソーラーパネル搭載 |
| 廃棄 | 軌道離脱時に大気圏で焼却（廃棄物8,700 lb処分） |
ISS Harmonyノードへの係留にはCanadarm2を使用し、係留期間は45〜75日 (1)。
7 開発経緯
7.1 CCDev時代（2010-2014年）
Dream Chaserは、NASAの商業乗員開発プログラム（CCDev）で有人宇宙船として開発が進められた (1):
| 時期 | プログラム | 資金 |
|---|---|---|
| 2010年2月 | CCDev 1 | $20M |
| 2011年4月 | CCDev 2 | $80M |
| 2012年 | CCiCap | $212.5M |
| 2013年10月 | 初自由飛行試験 | 着陸時左メインギア展開失敗 |
| 2014年9月 | CCtCap選定 | 選定漏れ（SpaceX・Boeing選定） |
7.2 CRS-2契約（2016年〜）
有人輸送からの撤退後、NASAのCRS-2（ISS貨物補給）契約で復活を果たした (2,5):
- 2016年1月: CRS-2契約授与（SpaceX Dragon 2、Cygnus、Dream Chaserの3社選定）
- 契約規模: 総$14B（3社合計）、最低6ミッション
- 2019年8月: Vulcan Centaur VC4Lを打上げロケットに選定 (9)
- 2021年4月: Sierra Space設立（Sierra Nevada Corporationから独立）
7.3 初号機完成と打上げ延期
| 時期 | マイルストーン |
|---|---|
| 2023年11月 | 初号機Tenacity（DC-101）製造完成 (10) |
| 2024年2月 | Tenacity統合試験開始 |
| 2025年9月 | SSC Demo-1ミッション変更（ISS非訪問に変更）(11) |
| 2025年11月 | EMI/EMCテスト・高速走行試験完了 (12,13) |
| 2026年Q4 | 打上げ予定（Vulcan VC4L、Vandenberg着陸） |
2025年9月のミッション変更により、初飛行はISS訪問を伴わない自由飛行デモンストレーションとなった。後続のCRSミッションはNASAオプションとして未確定である (11)。
8 競合比較
ISS貨物補給においてDream Chaserは以下のポジションを占める (5):
| 項目 | Dream Chaser | Dragon 2 | Cygnus |
|---|---|---|---|
| 開発企業 | Sierra Space | SpaceX | Northrop Grumman |
| 再使用 | 15回以上 | 5-15回 | 使い捨て |
| 着陸方式 | 滑走路（1.5 g） | 海上（6-8 g） | 大気圏焼却 |
| 貨物（上昇） | 5,500 kg | 6,000 kg | 3,700 kg |
| 貨物（下降） | 1,750 kg | あり | なし |
| 係留期間 | 45-75日 | — | 6-7ヶ月 |
| 状態 | 開発中 | 運用中 | 運用中 |
Dream Chaserの最大の優位性は低g滑走路着陸による精密機器・実験サンプルの保護であり、特に生物学実験や光学機器の帰還に適する。
9 開発企業
9.1 Sierra Space
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 設立 | 2021年4月（Sierra Nevada Corporationから独立） |
| 本社 | コロラド州ルイビル |
| 親会社 | Sierra Nevada Corporation |
| 主要製品 | Dream Chaser、LIFE habitat |
Sierra Spaceは、Sierra Nevada Corporationの宇宙事業部門が独立して設立された企業であり、$3B以上の活動契約を保有する (1)。Dream Chaserの初飛行の成否が企業の将来を左右する重要局面にある。
10 将来展望
- 2026年Q4: SSC Demo-1（自由飛行デモンストレーション、Vandenberg着陸）(12)
- CRS-2運用: NASAオプション行使による ISS補給ミッション開始（確定待ち）
- 2号機Reverence（DC-102）: Louisville工場で生産中 (10)
- 滑走路着陸の拡大: FAA Vehicle Operator Licenseにより複数の民間空港での着陸を可能化
- ポストISS時代: 商業宇宙ステーション（Orbital Reef等）への貨物輸送
22年にわたる開発期間を経て、Dream Chaserはリフティングボディ宇宙往還機の概念を実証する最初のミッションを控えている。初飛行の成功は、カプセル型一辺倒の宇宙輸送に新たな選択肢を提示することになる。