[写真] イプシロンのオプション形態で用意されるPBS。液体エンジンなので、最終軌道に精度良く衛星を投入することができる。
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イプシロンの基本形態は全段固体の3段式ロケットですが、液体エンジンの「PBS（ポストブーストステージ）」を4段目として搭載するオプション形態も用意されています。これを使えば、投入高度の誤差は±20km程度と、液体ロケット並みの精度が実現できます。

PBSは液体エンジンと言っても、M-Vの姿勢制御用エンジンと同じような1液式エンジンで、非常に取り扱いは簡単。燃料は有毒なヒドラジンですが、工場で充填して封印してから運ばれてくるため、固体燃料と同じように扱うことができます。そのため、イプシロンのシンプルさには全く影響はありません。^＊3

──PBSの使い方を教えてください。

基本的には、3段目の燃焼が終わってから、4段目として最終軌道に正確に合わせるのが役目ですが、それだけだと、3段目の燃焼終了時に、誤差が大きくなっている可能性があります。すると4段目で修正するのが大変になってくるので、3段目の燃焼中からPBSを使ってロケットの姿勢を制御して、誤差を小さくする方法が考えられています。

イプシロンの3段目は、1〜2段目と違って、スピンさせることで姿勢を安定させます。このとき、何もしなくてもスピンの回転軸の方向は維持されますが、もしここで誤差があったら、どんどん蓄積して大きな軌道のズレとなってしまうので、PBSをピュッピュッと断続的に噴射することで、姿勢を正しい方向に修正していきます。

こうした制御はラムライン制御と呼ばれ、衛星では古くから使われてきましたが、決定的に違うのは回転の速さです。衛星の回転は1分間に5〜6回転くらいですが、ロケットは1秒間で1〜2回転とケタ違いに高速です。そのため、噴射のタイミングがシビアで、ちょっとでもずれると、ロケットが違う方向に傾いてしまいます。精度で言えば、数ミリ〜10ミリ秒程度の正確さが求められます。

1液式のエンジンでは、平気で50〜100ミリ秒の遅れが出てしまいますので、推力発生の立ち上がりと立ち下がりの特性を予め調べておいて、それを見込んで噴射の命令を出します。ここで重要なのは、遅れのバラツキを抑える技術ですが、宇宙研はこの技術を、前述のペネトレータの制御実験を繰り返してきたことで習得していました。ペネトレータ自体はLUNAR-Aの中止により、使うことはありませんでしたが、イプシロンでこの技術が日の目を見たというのは面白いですね。