宇宙関連の推進力といえば、打ち上げ機と巨大なロケットエンジンが注目を集めがちですが、打ち上げは宇宙の端までしか到達できません。そして、宇宙は広大な空間です。Tesseract社は、より小型で効率的なだけでなく、地上にいる私たちにとってより安全な燃料を使用する、宇宙船用の新型ロケットを開発しました。
ロケット推進の分野は数十年にわたり着実に進歩してきましたが、宇宙空間に到達すると、その変化は大幅に減少します。ヒドラジンは、1950年代から使用されているシンプルで強力な窒素水素燃料であり、これ（または同様の「ハイパーゴリック」推進剤）を使用したエンジンは、今日多くの宇宙船や衛星の動力源となっています。
ただ一つ問題があります。ヒドラジンは猛毒で腐食性が高いのです。取り扱いは特別な施設で、細心の注意を払い、防護服を着用し、打ち上げ直前に行う必要があります。有毒な爆発物を必要以上に放置しておくのは避けたいものです。打ち上げや宇宙船の数が増大し、コストが下がっても、ヒドラジンの取り扱いは依然として大きな費用と危険を伴います。
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宇宙での推進力としては、アクシオン社のエレクトロスプレーパネル、ホール効果スラスタ（SpaceX社のスターリンク衛星に搭載）、光帆など、代替手段が検討されていますが、最終的には化学推進が多くのミッションや宇宙船にとって唯一の現実的な選択肢となります。残念ながら、それほど毒性のない代替燃料の研究は、大きな成果を上げていません。しかし、テッセラクト社は、その時が来たと述べています。
「90年代にはチャイナレイク海軍基地で初期研究が行われました」と共同創設者のエリック・フランクス氏は語る。しかし、資金の再配分により研究は頓挫した。「タイミングも良くなかった。当時、業界は飛行実証済みの有毒燃料技術に満足していた、非常に保守的な防衛関連企業に支配されていたからです。」
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しかし、これらのシステムの特許が失効していたことが、チームを正しい方向に導いた。「私たちにとっての課題は、様々な化学物質を徹底的に調べ、どれが自分たちに合うのかを見つけることでした。そして、本当に良いものを見つけました。これは一種の企業秘密ですが、安価で、非常に高性能です。」
顔を洗うのは避けたいかもしれませんが、密閉された防護服の代わりにゴアテックスの作業着を着て宇宙船に燃料を補給することは可能です。偶発的な曝露は、ヒドラジンのように永久的な組織損傷を引き起こすことはありません。
時代も変わりました。宇宙開発のトレンドは、数億ドルもかけて数十年も静止軌道上に留まる衛星から、5～10年程度しか持たない小型で安価な衛星へと移行しつつあります。
より多くの宇宙船がより多くの人々によって製造されるようになると、より安全で環境に優しい代替手段がより魅力的になるのは当然です。取り扱いコストの低減、特殊な設備の削減などにより、製造・準備プロセスがさらに民主化されます。しかし、それだけではありません。
もしヒドラジン系推進剤を廃止したいだけなら、エンジンをホール効果スラスタのような電動式に置き換えることも可能だ。ホール効果スラスタは、アセンブリから排出される荷電粒子が反対方向に微弱な力を与えることで推進力を得る。もちろん、毎秒数え切れないほどの回数だ。（もちろん、その回数は積み重なっていく。）
しかし、これらの推進方法は、燃料1単位あたりにどれだけの力を生み出すかを示す比推力は高いものの、推力は非常に小さい。これは、従来のV6エンジン搭載車の代わりに、最高時速5マイルの太陽光発電車に乗ることを勧めるようなものです。目的地までは経済的にたどり着けますが、急いではいけません。
打ち上げロケットによって低軌道に運ばれた衛星は、その後は自力で目標高度まで上昇しなければなりません。その高度は数百キロメートル上空になることもあります。化学エンジンを使えば数時間か数日で完了しますが、電気エンジンだと数ヶ月かかるかもしれません。20年間の運用を想定した軍用通信衛星であれば、当初は数ヶ月の余裕がありますが、Starlinkのような企業が打ち上げを計画している数千基もの短寿命衛星はどうでしょうか？打ち上げ後数ヶ月ではなく1週間で運用開始できれば、衛星の寿命は大幅に延びます。
「従来の化学推進の毒性と取り扱いコストを解消しつつ、性能を維持できれば、グリーンケミカルは新世代の衛星にとって間違いなく最適な選択肢だと考えています」とフランクス氏は述べた。そして、まさにそれが彼らが開発したものだと主張している。もちろん、理論上の話ではない。今年初めに行われた燃焼試験のビデオがこちらにある。
「これは寿命末期にも重要です。長くゆっくりとした螺旋状の軌道離脱を行い、他の衛星の軌道を繰り返し横切ると、衝突のリスクが劇的に高まります」と彼は続けた。「計画されている大規模な衛星群を責任を持って管理するためには、寿命末期に迅速に軌道離脱できる能力が、持続不可能な軌道デブリ問題の発生を回避するために特に重要になります。」
Tesseractはフルタイム従業員がわずか7名で、Y Combinatorの2017年夏のクラスに在籍していました。それ以来（そしてそれ以前から）、彼らは提供するシステムの設計と航空宇宙業界との関係構築に尽力してきました。
同社は200万ドルのシードラウンドを調達しましたが、ロケット科学者でなくても、宇宙に物を送るにはそんな金額は無理だと分かります。幸いなことに、同社は既に最初の顧客を獲得しており、そのうち1社はまだ秘密裏に契約を進めていますが、来年には月面ミッションを打ち上げる予定です（そして、この注目の情報は間違いなく追っているはずです）。もう1社はSpace Systems/Loral（SSL）で、1億ドルの投資意向書に署名しています。
Tesseractが提供を計画している主な製品は2つあります。Polarisは「キックステージ」と呼ばれるもので、基本的には打ち上げロケットで宇宙に打ち上げられた衛星をより遠い軌道に運ぶために使用される短距離宇宙船です。同社の大型Rigelエンジンを搭載しており、月に向かうとされるプラットフォームです。上の画像では、右側に6Uサイズの小型衛星群を発射している様子が確認できます。
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しかしフランクス氏は、資金は別のところにあると考えている。「より大きな市場機会となるのは、小型衛星の推進システムだと考えています」と彼は述べた。そこで2つ目の製品、Adharaが生まれた。これは小型衛星や宇宙船用の推進バスで、同社はこれをシンプルかつコンパクト、そしてもちろん環境に優しいものにすることに注力している。（上の写真の小さい方の装置がAdharaだ。スラスターはLylaと名付けられている。）
「お客様からは、従来の衛星メーカーが行ってきたように、多くのベンダーから部品を購入し、システム統合をすべて自社で行うのではなく、完全なターンキーシステムを求めているという声をいただいています」とフランクス氏は述べた。Adharaの目的はまさにこれだ。「シンプルさを保ち、ボルトで固定し、必要な場所に自由に移動させる」
これらのエンジンの開発は当然ながら容易ではありませんでしたが、Tesseractは車輪の再発明ではありませんでした。原理は従来のエンジンと非常に似ているため、開発コストはそれほど高くありませんでした。
同社は、これらが現時点で唯一理にかなった解決策だとは主張していない。推進力に充てる質量や容積を極限まで小さくする必要がある場合、あるいは目的地に到着するまでに1週間か1年かかっても構わないのであれば、電気推進の方がおそらく有利だろう。また、高いデルタVを必要とし、それに伴う危険性を気にしない大規模ミッションの場合は、ヒドラジンが依然として最適な選択肢となる。しかし、最も成長している市場はこれらのいずれでもない。Tesseractのエンジンは、効率が高く、コンパクトで、取り扱いがはるかに容易な中間地点に位置している。