はじめに 　これをご覧いただいている方の中には、「輸送システム」という言葉に、馴染みの薄い方もおいでかもしれません。 宇宙業界でも使われ方は様々ですが、地上から衛星などのペイロードを打ち上げるロケットなど宇宙への打ち上げ・輸送を行うシステム全般のことを「輸送システム」と使うことが多いようです。
　世界各国には、無重量状態などの試験のための小型ロケット、未来型の宇宙往還機・探査のための飛行船など、研究中のものも含めて大小様々な「輸送システム」が存在します。更に今は使われていなくなったものの中にも、興味惹かれるものが沢山あります。
　輸送システムの業界は、ポスト冷戦時代に大きく様変わりし、他国のペイロード（衛星など）を「如何に確実に」、「安く」打ち上げるか、競争時代へと突入しています。
　ロシアや中国が新規参入し、商業衛星を如何にコストを下げて打ち上げるかについてしのぎを削る一方、自国の確実なシステム開発・維持をしていく重要性も指摘されています。
　ここでは、現在打ち上げに利用しているロケットを中心に、ごく一部に焦点を絞って紹介いたします。

• 米国の宇宙機関の輸送システムへ
• 欧州の宇宙機関の輸送システムへ
• ロシアの宇宙機関の輸送システムへ
• ウクライナの宇宙機関の輸送システムへ
• 中国の宇宙機関の輸送システムへ
• 日本の宇宙機関の輸送システムへ

米国の宇宙機関の輸送システム

米国の代表格であるデルタロケットは、アポロ宇宙船を次々と月に送り出したサターン5型(Saturn-V)が活躍しはじめた頃の1950年代後半にアメリカ航空宇宙局(NASA)によって研究開発が開始されました。現在では、静止衛星や大型の地球観測衛星、遠距離までの探査船を打ち上げるためのパワフルなロケットとして、「デルタ4（Delta-IV）」及び「アトラス5(Atlas-V)」が利用されています。 　また、多くのロケットの燃料は、固体燃料を利用するものと、液体酸素と水素などの燃焼を利用する液体燃料のものがあります。今回は触れない衛星や探査機側の発電システムや推進方式にはまた多様なものがありますが、地球から打ち上げるためのロケット系は大きく分けてこの2種類が使われています。 　現在のデルタシリーズは「ボーイング社」、アトラスシリーズは「ロッキード・マーティン社」が元請業者になっており、両社は、「United Launch Alliance (ULA) 」という合弁会社を作っています。NASA・米空軍などが所有する様々な打ち上げ基地から、要請に従ってペイロードを搭載したロケットが打ち上げられます。 「デルタ4」の標準型は静止遷移軌道に4.2トンのペイロードを、Heavy型では同13トンを、「アトラス5」は、同4トンから8トンのペイロードを打ち上げる能力を持っています。いずれも2段式のロケットで、メインとなる1, 2段のロケットの推進剤には液体燃料を使っています。

　一方で、地球観測や大気観測の衛星などに使う低軌道の打ち上げや、然程重量のない探査・観測衛星などを打ち上げには、中・小型ロケットもよく利用されています。それらが、「デルタ２（Delta-II）」や「アテナ（Athena）」、「トーラス(Taurus)」、「ペガサス(Pegasus)」などです。 前述と同じくデルタシリーズである「デルタ2」ロケットは、中型ロケットに分類され、NOAA-Nなどの気象観測衛星やGPS衛星各機、AquaやAuraなどの地球観測衛星など、重要なペイロードを多数打ち上げており、実績あるロケットとして知られています。
　「アテナ」や「トーラス」は「ロッキード・マーティン社」が元請業者で、更に少し小型です。この中で最も小型のペイロードの打ち上げ能力しかない「ペガサス」は、様々な場所で発射させることができる機動性をそなえ、地球の低軌道に打ち上げる様々な種類の衛星に柔軟に適応できる、コスト面からも優れたロケットです。1990年代に開発された信頼性の高い「ペガサス」ロケットは、「オービタルサイエンス社」が元請業者です。

　忘れてはならない宇宙の輸送システムは、「スペースシャトル」です。1981年4月12日に1号機が打ち上げられて以来、1986年1月28日にはチャレンジャー(STS-51L)号の事故、2003年2月1日のコロンビア(STS-107)号の事故などで打ち上げ中断の困難に直面しましたが、その後もペイロードだけでなく、宇宙飛行士を運ぶための宇宙輸送機の要となってきました。残念ながら、2011年7月のSTS-135ミッションをもって、スペースシャトルはその生命を終えました。スペースシャトルはその後、エンタープライズ号はスミソニアン博物館からニューヨークの航空宇宙博物館に移され、ディスカバリー号はスミソニアン博物館の別館ウドヴァーヘイジーセンターに、エンデバー号はロサンゼルスのカリフォルニア科学センターに、アトランティス号はケネディ宇宙センターのビジター・複合棟に飾られる予定となっています。

スペースシャトルは、低軌道で有人ならではのミッションをこなす輸送機で、軌道にもよりますが15トン程度の打ち上げ能力がありました。 多くの宇宙飛行士を地球から送り出し、今まで宇宙へ行った日本人の正式な宇宙飛行士も多くが、このスペースシャトルに乗り込んでいます。米国、欧州、カナダ、ロシア、日本他の多くの国の協同で計画にあたっている「国際宇宙ステーション」の建設・運用についても、多くがこのスペースシャトルの働きで成り立ってきました。しかし、シャトルは、安全面への細心の配慮に加え、輸送手段が、ロシアのプロトンロケットなど多様化したこともあり、しばしば打ち上げ数の低下や延期につながりました。

　 2005年NASAからは、有人の次期宇宙輸送機CEV(Crew Exploration Vehicle).計画が打ち出され、2012年2月に発表されたNASA予算では、新しい2種のロケットが提唱されています。2017年に最初の打ち上げを予定しているのは、有人のカプセル型のオリオン(MPCV)を搭載できる型のロケットで、全長97m低軌道に70トンものの打ち上げ能力があるとされています。搭乗員は、スペースシャトル時代より減って4人を想定。
　更に大型全長115mの次世代ロケットは貨物専用で、何と低軌道へは130トンも打ち上げ能力を期待されています。このロケットの上段ロケットに「J-2X」というエンジンとJ-2Xに供給する液体推進燃料（液体水素と液体酸素）タンクを搭載する予定です。「J-2Xエンジン」は、アポロ時代に使われたJ-2エンジンと、J-2エンジンを簡素化、1970年代初期に開発試験されたものの使われることのなかったJ-2Sエンジンの 双方を改良したエンジンだそうです。
　また、現状のロケットなどで利用できる商用開発も行われていて、現在試験中の宇宙ステーションの補給のための試験中民間機のオービタル社のアンタレス機ではCygnus、有翼機タイプのファルコン9に搭載予定のスペースX(Space Exploration Technologies)社ではDragon(Cargo)により、ステーションなどへのカプセル型の貨物輸送を画しています。有人用のカプセル型輸送についても、アトラスV型やファルコン9に搭載するブルー・オリジン社のCrew Transportation System や、シアラ・ネバタ・コーポレーションのDream Chaser 、スペースX社のDragon(Crew)、 ボーイング社のCrew Space Transportation(CST)-100が提案されています。

　米国の宇宙機関のロケット打ち上げ基地といえば、最も有名なのはケネディ宇宙センターです。スペースシャトルも、このフロリダにあるケネディ宇宙センターから打ち上げられてきました。その他ロケットなどの有名な打ち上げ基地としては、カリフォルニアのヴァンデンベルグなど、空軍のいくつかの基地が利用されています。

＜参考サイト＞

• NASAデルタ4(Delta IV)ページ（英語）
• NASAデルタ4(Delta IV)増強型について（英語）
• NASAデルタ2ページ(Delta II)（英語）
• NASAトーラス(Taurus)ページ（英語）
• NASAのアテナ（Athena II）ロケットに関する記述（英語）
• NASAペガサス(Pegasus)ページ（英語）
• NASAスペースシャトルのページ（英語）
• NASA　CEVに関する記事、記述ページ（英語）
• NASA　オリオンMPCVに関する記事、記述ページ（英語）
• NASA　CEVに関する記事、記述ページ（英語）
• NASA　次世代機に関する記述ページ（英語）

欧州の宇宙機関の輸送システム
　ヨーロッパの宇宙輸送システムの代表格は、ESAの「アリアンロケット」でしょう。南米ギアナにある欧州宇宙機関のクールー基地からの打ち上げの報道イメージをよく目にするのではないでしょうか アリアンロケットは4型の時代の静止ト遷移軌道への打ち上げ能力は4.3トン程度でしたが、初期ののアリアン5型（Ariane 5）は標準型（Ariane 5 Generic）で静止遷移軌道に6トン、2005年から導入された改良型のアリアン5 ECAでは静止遷移軌道に10トンの打ち上げ能力を持っています。

　ロケットの打ち上げ能力は、よく、赤道上空の地上約3万6千kmの静止軌道に、または、静止軌道に移行できる静止遷移軌道へ、どれだけのものを打ち上げられるかということにより比較されます。静止軌道には気象観測衛星や通信衛星の需要が多く、中軌道（約数百km〜数千km）や低軌道（約〜数百kmまで）の需要には、通信測位衛星、地球観測、偵察衛星といったものがあります。
　地球を回る時の角度や方向も含め、最終的にペイロードがどういった軌道をとりたいか、それを可能とする能力が輸送システム（現在は主にロケット）に求められます。最近では、地球観測衛星やGPSなどの測地衛星、通信衛星に関する低〜中軌道の需要も数多く有ります。

　アリアンロケットよりも小型のペイロードの打ち上げには、「ベガ（Vega）」ロケットが利用されています。「ベガ」は米国の「トーラス」と「アテナ」ロケットの中間程度の打ち上げ能力の4段式のロケットです。軌道軌道傾斜角90度、700kmの円軌道に1500kgのペイロードを打ち上げる能力があると報道されており、1998年より開発プログラムが立ち上げられ、2008年には各段の試験が実施、2013年2月13日に南米にあるギアナのクールー宇宙基地から1号機が打ち上げられました。これだけ小型でも、この打ち上げで実証されたように、複数の衛星打ち上げ能力があるとされているので、これからのニーズに対応したロケットとして、優れたデザインを求めたと言えるでしょう。また、欧州のクールー基地にはロシアのソユーズ打ち上げ基地も建設され、2011年10月に欧州のガリレオ測位衛星システムの2衛星GIOVE-A，Ｂが打ち上げられています。

＜参考記事サイト＞

• ESAのソユーズ射場建設関するニュース（英語）へ
• ESAのクールー基地よりソユーズ1号打ち上げに関するニュース（英語）へ

＜参考サイト＞

• ESAのアリアン5に関するページ（英語）
• ESAのアリアン5の改良に関するページ（英語）
• ESAのベガに関するページ（英語）

ロシアの宇宙機関の輸送システム
　ロシアの大型ロケットの代表格は、ソユーズとプロトンロケットでしょう。 ソユーズというと、やはり宇宙飛行士及び月への計画を競いアポロとしのぎを削ったイメージをお持ちの方も多いかもしれません。元々は大陸間弾道ミサイルとして開発が進められたR-7ロケットをベースに開発されたものです。
　旧ソビエト連邦における共産主義体制の崩壊以降、1996年には、ヨーロッパ系のロシアの会社としてStarsem社が設立され、商業利用が開始されました。（ESAの記述によれば、株式は、European Aeronautic Defence and Space Company (EADS)が35%、アリアンスペースが15%、連邦政府の宇宙局が25%、とSamara Space Centre (TsSKB-Progress)が25%とのこと） 商業利用が始められた新しいソユーズにおいても、多くのミッションの実施、宇宙飛行士の搭乗で実績を多く積んでいます。
　「ソユーズ-U」ロケットは、米国・欧州から多く利用されており、ESAのFoton-M2衛星の打ち上げや、NASAミッションとして国際宇宙ステーションへの補給モジュールなども打ち上げています。（カザフスタンのバイコヌール基地からの打ち上げ） 「ソユーズ-U（Soyuz-U）」ロケットは、静止遷移軌道(GTO)上へ1.8トン程度の打ち上げ能力があるとされていますが、現在では宇宙飛行士などの打ち上げのために、「ソユーズ-U（Soyuz-U）」ロケットよりも推力を増強した「ソユーズ-FG（Soyuz-FG）」ロケットや民間の人工衛星打ち上げ用に改良されたソユーズ2ロケットも使われています。

　パワーで言うと更に優れたプロトンシリーズのロケットも、元は弾道ミサイルなどの軍事目的に開発されたロケットです。現在利用されているプロトン-K(Proton-K)ロケットは、低軌道の打ち上げの場合の３段式、静止軌道までの打ち上げができる4段式の構成をとることができます。4段式では静止遷移軌道に4.8トンまでのペイロードを打ち上げることができます。
　プロトン-M(Proton-M)は、2001年から導入されたプロトン-Kの改良型であり、ペイロードを入れる先端部（フェアリング）の容積も大きく静止遷移軌道に5.5トンもの衛星を投入できます。

　一方、中型のロケットである、コスモス-3M（日本ではCosmos-3Mと使うことが多いですが、海外ではKosmos-3Mと書かれることが多いです。衛星名もロシアで使うKの方を用いることが多いようです。）最初は中距離ミサイルとして開発されたものを改良したものです。打ち上げ方向をいくつかかえることができる他、1700kmの軌道に1500kgのペイロードを打ち上げることができます。打ち上げは、ウクライナのプレセツク基地からで、軍事衛星も打ち上げられていますが、航行測位の衛星などの民需衛星も数多く打ち上げられています。
　　「ロコット(Rockot)」は、３段式ロケットで、一番上段の部分が再着火可能な方式となっています。Eurockot 社（Astrium/EADSが51%、、Khrunichev が51%のドイツロシア間のパートナーシップ）によって運用されており、200kmの高度に1900kgのペイロードの打ち上げ能力があります。

＜参考サイト＞

• ESAでのソユーズの記述（英語）
• ESAのプロトンロケットの記述（英語）
• NASAのProton-Mの記述（英語）
• ESAのRockotの記述（英語）

ウクライナの宇宙機関の輸送システム
　旧ソビエト連邦の崩壊以来、元々は旧ソビエト連邦の中でも工業にも農業でも豊かな地域であったウクライナですが、原発事故処理をはじめ多くの経済危機状況を抱え、地場産業を何とか活かそうというとりくみがなされてきました。 ウクライナの宇宙産業に目が向けられたのもそんな土壌があったからかと思われます。
　日本では一部で、シーロンチの名で非常に有名となっていますが、「ゼニット(Zenit-3SL)」ロケットという大型ロケットがあります。バイコヌール基地からと海上の基地の双方から打ち上げが利用できる非常に利便性の高い上に、静止遷移軌道上に6トンものペイロードを打ち上げる能力が高く評価されています。 サービスは、ロシアのエネルギア社やボーイング、ヨーロッパ、ウクライナの関わる合弁業者シーロンチ社が実施しています。
　NASAやESAも利用しており、通信衛星などが打ち上げられています。 また、ウクライナのロケットとしては、「ドニエプル(Dnepr)ロケット」も有名です。ドニエプルロケットも弾道ミサイルとして当初開発されたのですが、現在は1997年に設立されたKosmotras社によって宇宙開発に導入され、バイコヌールから打ち上げられています。近年では、2005年8月23日に日本の衛星きらり(OICETS：約570kg)がカザフスタンのバイコヌール基地からドニエプルロケットで高度610kmに打ち上げられています。また、新しいヤースヌイ宇宙基地でも近年はドニエプルロケットが打ち上げられており、2011年8月にもナイジェリアサット他複数機が打ち上げられました。

＜参考サイト＞

• ESAの記述Zenit-3SLウクライナゼニット3SL（英語）
• ESAのドニエプルロケットの記述（英語）
• JAXAのOICETSの記述（日本語）

中国の宇宙機関の輸送システム
　中国は、大型ロケットとして「長征」を開発し、多くの自国の通信衛星など始め多くの衛星を打ち上げています。現在では長征(CZ)3A、3B、長征2C、2D、2Fロケットが利用されていますが、「長征2F(CZ-2F)」ロケットは2003年10月15日には有人宇宙船「神舟（シェンチョウ）5号」打ち上げ成功を収め、ロシア、米国に次ぎ３番目に宇宙へ有人飛行を成功させたことで話題になりました。長征を利用した将来計画には、独自の有人の宇宙ステーション計画や月探査までが発表されています。 中国の打ち上げ基地には、甘粛省の酒泉(チウチュワン)、四川省の西昌(シーチャン)、山西省の太原(タイユワン)、海南省の４カ所あるそうです。
　西昌宇宙センターは酒泉や太原より低緯度にあるため静止軌道への打ち上げ用の長征3シリーズの打ち上げに利用、有人宇宙船「神舟（シェンチョウ）5号」は、甘粛省の酒泉(チウチュワン)から打ち上げられています。
　近年は、CZ-4 B,4Cも加え、3シリーズと共に測位や通信の衛星を多く打ち上げています。

＜ 参考サイト＞

• JAXAの中国の「神舟（シェンチョウ）5号」の記述（日本語）
• JAXAの中国のロケット打ち上げ基地他についての記述（日本語）

日本の輸送システム

さて、このページを読んで下さっている方には、今更のことばかりですので恥ずかしいのですが、日本だけ触れないというのも本末転倒と思われるので、ざっと概要を記述してみます。 　戦後、航空機及びロケットに関する研究や開発が禁止され、事実上ゼロからの出発となった日本の航空宇宙産業ですが、平和目的の利用のために軍事とは切り離され再開されることになりました。世界の基準に追いつき、且つ、純国産の目標を掲げて開発を進め、現在の大型ロケット「H-IIA」があります。 　「H-IIA」は2段式のロケットで、静止遷移軌道に4トンのペイロードを打ち上げる能力があります。補助ブースターには固体燃料を使っていますが、2段とも液体の推進剤を使っています。打ち上げは、鹿児島県種子島の種子島宇宙センターから行われます。「H-IIA」の打ち上げには手ひどい失敗も経験しましたが、2006年の打ち上げは2機とも成功をおさめています。

　また、H-IIAを増強した「H-IIB」ロケットは、液体酸素と液体水素を推進薬とする2段式ロケットです。本体横にポリブタジエン系推進薬を使い、加速を補助する固体ロケットブースター（SRB-A）を装着しています。H-IIAでは1基だった第1段液体ロケットエンジン（LE-7A）を2基搭載し、標準型では、2本だったSRB-Aを4本装備しています。H-IIBの1号機は、2009年9月11日に国際宇宙ステーションのための無人補給機HTV-1を打ち上げて、現在の主力ロケットとなっています。

　また、日本には中型の打ち上げロケットとして、3段式の固体推進剤を使った「M-V（ミュー･ファイブ）」ロケットが活躍してきました。「M-V」も多くの実績をあげてきたロケットですが、主に科学探査衛星を打ち上げるために利用されています。低軌道に1800kgのペイロードを打ち上げる能力があり、鹿児島県の内之浦宇宙空間観測所から打ち上げらています。2006年2月22日には、赤外線天文衛星ASTRO-Fを無事に打ち上げています。

　近年はSS-520、S-520、S-320の固体推進剤を使った小型ペイロードを打ち上げる観測ロケットが継続して運用されています。M-Vロケットの後継としては、イプシロンロケットが開発中であり、H-IIAロケット補助ブースターを1段目に、2,3段目にM-Vロケット上段モータを使うという仕様で進められています。

　最後に、現在のIT社会ですから、ロケットのハードウェアが勝手に飛び回るわけではないのは誰もがおわかりだと思います。ロケットに関する打ち上げ基地では、打ち上げ前の試験から推進剤の注入、チェックを行う遠隔操作のためのロケット側の機能が作動しているかなど、本当に数多くのシステムサポートが実施されています。
　打ち上げ後も、ロケットが安全な軌道をとっているか、衛星を正しい軌道にのせたり、探査ミッションを正常な位置に配置するためなど、地上からのサポートが必要です。ロケット本体側の自律的な機能も多く組み込まれていますが、地上の設備ではそれらを刻々とモニターしたり時には指示を加えたりするわけです。どのようなシステムを構築しているかは、各国・各企業により大きく異なると思われます。

＜参考サイト＞

• JAXAのH-IIAロケットのページ（日本語）
• JAXAのM-Vロケットのページ（日本語）
• JAXAのH-IIBロケットの記述（日本語）
• JAXAのイプシロンロケットの記述（日本語）

各国のサイトに記述がないものについては、以下ページの打ち上げ能力、及び、ロケットが打ち上げたペイロードなどを、参照、JAXA、NASA、ESAなどのぺージを確認させていただきました。
JAXAの「JAXA長期ビジョン　参考資料集」（日本語）