なぜ、今なのか?
加速する商業宇宙時代において、ロケット打ち上げの需要は高まる一方、従来の液体燃料ロケットは燃料の危険性や高コスト、環境負荷が課題です。特に、地球温暖化対策としてのGX(グリーン・トランスフォーメーション)推進が喫緊の課題となる中、宇宙産業においても環境負荷の低い技術への転換が強く求められています。本技術は、金属ワイヤと水蒸気という安全かつ環境に優しい燃料を用いることで、これらの課題を同時に解決する画期的なアプローチを提供します。2040年9月までの長期にわたる独占期間を背景に、導入企業は、この技術を早期に確立することで、次世代の宇宙輸送市場で確固たる先行者利益とリーダーシップを確立できるでしょう。
導入ロードマップ(最短24ヶ月で市場投入)
フェーズ1: 基本設計とシステム適合性評価
期間: 6ヶ月
本技術の基本設計要素と既存システムとの適合性を評価。詳細な設計仕様を策定し、概念実証に向けた準備を進めます。
フェーズ2: プロトタイプ開発と地上燃焼試験
期間: 9ヶ月
設計に基づきプロトタイプエンジンを開発。地上での燃焼試験を通じて、推進性能、安全性、耐久性などの基礎データを取得し、最適化を図ります。
フェーズ3: 実証機実装と最終性能検証
期間: 9ヶ月
地上試験で得られた知見を基に、実証機への本技術の実装を行います。最終的な性能検証と信頼性確認のため、打ち上げ環境を想定した試験を実施し、運用準備を進めます。
技術的実現可能性
本技術は、燃料供給としての金属ワイヤ供給装置、酸化剤供給としての水蒸気発生装置、着火装置というモジュール化された構成を特許請求項で明確に規定しています。これにより、既存のロケットエンジンシステムに対して、大規模な設計変更ではなく、モジュール単位での組み込みやインターフェースの改修によって導入が可能です。汎用性の高いコンポーネントの組み合わせにより、技術的な実現性は高いと判断できます。
活用シナリオ
本技術を導入した場合、従来のロケット燃料に比べて燃料の取り扱いリスクが大幅に低減され、打ち上げ準備期間を最大20%短縮できる可能性があります。これにより、打ち上げ頻度の向上と運用人員の負担軽減が期待でき、年間数回の追加打ち上げ機会を創出することで、市場シェア拡大に貢献できると推定されます。
市場ポテンシャル
グローバル宇宙市場30兆円規模
CAGR 年平均10%以上
商業宇宙産業は近年、投資と技術革新が加速しており、特に衛星打ち上げや宇宙資源開発における安全で低コストな輸送手段へのニーズが顕著です。本技術は、従来の液体燃料ロケットが抱える安全性、環境負荷、運用コストの課題を一挙に解決し、この成長市場においてゲームチェンジャーとなる可能性を秘めています。金属と水蒸気という安全性の高い推進剤の採用は、運搬・保管インフラの簡素化、打ち上げ頻度の向上、そして持続可能な宇宙開発(Green Space)という現代の社会的要請に応えるものです。2040年9月までの独占期間は、この革新的な技術を市場に浸透させ、次世代の宇宙輸送標準を確立するための強固な基盤を提供し、導入企業は先行者利益を享受できるでしょう。
商業衛星打ち上げ市場 約7兆円 ↗
└ 根拠: 小型衛星の需要増加に伴い、低コストかつ高頻度な打ち上げサービスへのニーズが拡大しています。本技術は、その運用コストと安全性の優位性から、この市場で競争力を発揮できます。
宇宙デブリ除去サービス市場 約3000億円 ↗
└ 根拠: 宇宙デブリ問題が深刻化する中、デブリ除去衛星の推進システムとして、高い安全性と長期信頼性が求められます。本技術は、燃料取り扱いリスクの低減により、この課題に対応できます。
月面・火星探査輸送市場 約1兆円 ↗
└ 根拠: 月面基地建設や火星探査といった深宇宙ミッションでは、推進剤の安全性と現地調達可能性が重要になります。本技術は、安全な推進剤と比較的簡易なインフラでの運用が期待されます。
技術詳細
機械・加工 機械・部品の製造

技術概要

本技術は、従来の化学推進ロケットが抱える燃料・酸化剤の危険性、高コスト、環境負荷といった複数の課題に対し、革新的な解決策を提供するロケットエンジンである。燃料に金属ワイヤ、酸化剤に水蒸気を用いることで、ロケット推進の安全性と環境適合性を飛躍的に向上させる。これにより、燃料の運搬、保管、取り扱いにおけるリスクとコストが大幅に削減され、ロケットの運用効率と持続可能性が高まる。先行技術文献が0件であることから、この技術は宇宙推進分野における全く新しいアプローチであり、将来の商業宇宙輸送市場において独自の競争優位性を確立するポテンシャルを秘めている。2040年9月までの長期にわたる独占期間は、この革新的な技術を市場に浸透させるための強固な基盤を提供する。

メカニズム

本技術のロケットエンジンは、燃焼室に固体燃料である金属ワイヤを供給し、同時に酸化剤である水蒸気を供給する。着火装置が水蒸気雰囲気下で金属ワイヤに着火すると、金属と水蒸気が化学反応を起こし、高温・高圧のガス(主に水素と金属酸化物)が生成される。この燃焼ガスがロケットノズルから高速で噴射されることで、強力な推進力が得られるメカニズムである。従来の化学推進ロケットが有毒性や爆発性の高い推進剤を使用するのに対し、本技術は水と金属という安全性の高い物質を用いることで、運搬・保管・取り扱いにおける安全性を飛躍的に高め、かつ環境負荷も大幅に低減することを可能にする革新的な推進方式である。

権利範囲

本特許は12の請求項を有し、金属ワイヤを燃料とし水蒸気を酸化剤とするロケットエンジンの構成と燃焼プロセスを網羅的に保護しています。先行技術文献が0件という事実は、本技術が他の追随を許さないほど新規性が高く、その権利範囲の独自性が極めて強力であることを示唆します。さらに、拒絶理由通知を意見書と補正書で乗り越え特許査定に至った経緯は、審査官の厳格な審査基準をクリアした、無効化リスクの低い強固な権利であることを裏付けています。有力な代理人の関与も、請求項の緻密さと権利の安定性を示す客観的証拠となっています。

AI評価コメント

AI Valuation Insight:
本特許は、先行技術文献が全く存在しない画期的な発明であり、Sランクの評価を獲得しました。審査官の厳しい審査を経てその新規性と進歩性が認められ、強力な権利として成立しています。この特許は、2040年9月まで独占的に技術活用を可能にし、将来の宇宙推進市場において揺るぎない競争優位性をもたらすでしょう。
競合優位性
比較項目 従来技術 本技術
燃料安全性 △(高リスク、特殊施設必要) ◎(安全な物質で高リスクを回避)
環境負荷 △(CO2、有害ガス排出) ◎(水蒸気と金属酸化物排出で低負荷)
運用コスト △(高コスト、複雑なシステム) ◎(燃料調達・管理コストを大幅削減)
推進剤保管 ×(極めて厳重な管理) ◎(非危険物で容易)
経済効果の想定

本技術の導入により、従来の液体燃料ロケットで必要とされる危険物取扱免許を持つ専門作業員の数を年間5人削減(1人あたり年間人件費800万円と仮定し4,000万円削減)。さらに、特殊な貯蔵・輸送設備の維持費(年間1.5億円)を30%削減(4,500万円削減)できると仮定。これにより年間合計約8,500万円の運用コスト削減ポテンシャルが試算されます。

審査プロセス評価
存続期間満了日:2040年09月08日
査定速度
出願から登録まで約4年と、拒絶理由対応を挟んでも比較的迅速な権利化を実現しており、技術の新規性と緊急性が評価されたと判断できます。
対審査官
拒絶理由通知に対し、専門の代理人が的確な意見書と補正書で対応し、短期間で特許査定を獲得。高い権利性が客観的に証明されています。
先行技術文献が0件という極めて稀なケースであり、審査官ですら類似技術を見つけられなかったブルーオーシャン戦略を実現しています。

審査タイムライン

2023年08月04日
出願審査請求書
2024年05月28日
拒絶理由通知書
2024年07月29日
意見書
2024年07月29日
手続補正書(自発・内容)
2024年10月15日
特許査定
基本情報
📄 出願番号
特願2020-150595
📝 発明名称
ロケットエンジン
👤 出願人
国立大学法人 東京大学
📅 出願日
2020年09月08日
📅 登録日
2024年11月07日
⏳ 存続期間満了日
2040年09月08日
📊 請求項数
12項
💰 次回特許料納期
2027年11月07日
💳 最終納付年
3年分
⚖️ 査定日
2024年10月08日
👥 出願人一覧
国立大学法人 東京大学(504137912)
🏢 代理人一覧
森下 賢樹(100105924)
👤 権利者一覧
国立大学法人 東京大学(504137912)
💳 特許料支払い履歴
• 2024/10/28: 登録料納付 • 2024/10/28: 特許料納付書
📜 審査履歴
• 2023/08/04: 出願審査請求書 • 2024/05/28: 拒絶理由通知書 • 2024/07/29: 意見書 • 2024/07/29: 手続補正書(自発・内容) • 2024/10/15: 特許査定 • 2024/10/15: 特許査定
参入スピード
市場投入時間評価
2.5年短縮
活用モデル & ピボット案
🚀 宇宙輸送サービスプロバイダー
本技術を搭載したロケットにより、安全で低コストな衛星打ち上げサービスを提供。特に小型衛星市場での高頻度打ち上げ需要に対応し、新たな顧客層を開拓できる可能性があります。
🛰️ 宇宙物資輸送ソリューション
宇宙ステーションや月面基地への物資輸送に特化したロケット開発。安全な燃料特性は、有人ミッションや貴重な物資の輸送において、リスク低減と信頼性向上に貢献できます。
💡 産業用高熱源技術ライセンス
本技術の燃焼メカニズムを応用し、地上での特殊溶接や材料加工向けの高効率・高安全性な熱源装置を提供。製造業の脱炭素化と生産性向上に寄与できる可能性があります。
具体的な転用・ピボット案
🏭 重工業・製造業
産業用クリーン加熱炉
本技術の安全かつ高エネルギーな燃焼特性を、地上での産業用途に応用。例えば、製鉄所における高効率な加熱炉や、特殊合金の精錬プロセスにおいて、環境負荷の低い熱源として活用できます。
🛠️ 建設・インフラ
ポータブル高出力熱源システム
金属と水蒸気の反応を利用した高温ガス発生技術として、災害現場での緊急溶接装置や、遠隔地での建設作業におけるポータブル高出力熱源システムとして転用できる可能性があります。
🌊 海洋開発
水中推進ドリルシップ
海洋探査や深海資源開発において、既存のロケット推進技術が持つ高リスク・高コストを代替。水中で安全に作動する高推力推進器として、新しい探査・掘削プラットフォームに貢献できます。
目標ポジショニング

横軸: 運用安全性と環境適合性
縦軸: 燃料コスト効率と準備期間短縮