SpaceXとイーロン・マスクの宇宙征服への旅

SpaceXは、国際宇宙ステーション（ISS）へのNASAの乗組員を含む、人や貨物を宇宙に輸送する民間の航空宇宙企業です。創業者のイーロン・マスク氏はまた、将来的に月面に着陸し、人類を火星に運ぶためのスターシップ・システムを開発し、テストした。

SpaceXの誕生

SpaceXは南アフリカの実業家マスク氏によって設立された。 30歳のとき、マスク氏は自身の2つの成功した企業を売却して初めて大金を手にした。1999年に3億700万ドルで売却したZip2と、2002年にeBayに15億ドルで買収されたPayPalだ。マスク氏は次の大きな事業は民間宇宙企業だと決意した。

マスク氏は当初、火星に「マーズ・オアシス」と呼ばれる温室を設置するというアイデアを思いついた。彼の目標は、火星に科学研究ステーションを提供しながら、宇宙探査に対する一般の関心を高めることだ。しかしコストが高すぎたため、マスク氏は代わりに2002年3月14日にカリフォルニア州ロサンゼルス郊外のホーソーンにスペース・エクスプロレーション・テクノロジーズ社（スペースX）という会社を設立した。

マスク氏は、スペースXの立ち上げに、前回の契約で得た利益の3分の1にあたる1億ドルを費やした。 18か月の開発期間を経て、SpaceXは2006年にDragonという名前で最初のプロトタイプを発表しました。マスク氏がこの名前を1960年代の歌から選んだのは、多くの人が彼の宇宙計画は不可能だと思っていたからだ。

ファルコン1 - SpaceXの最初のロケット

マスク氏はスペースXを設立した当時すでに熟練したビジネスマンであり、より頻繁で信頼性の高い打ち上げが宇宙探査のコストを削減すると信じている。そこで彼は、ロケットの初期開発費用を負担できる常連の顧客、NASAに目を向けた。マスク氏のスペースXでの目標は、軌道に乗せることができる初の民間液体燃料ロケット「ファルコン1」を開発することだ。

同社は軌道に乗るまでに困難な学習曲線を経た。スペースXはファルコン1の飛行を成功させるまでに4回の試みを要した。これまでの試みは燃料漏れやロケット段との衝突などの問題に悩まされてきた。しかし結局、ファルコン1号は2008年9月28日と2009年7月14日の2度の飛行に成功した。2009年の飛行では、マレーシアのRazakSat衛星も軌道に乗せられた。

2006 年、SpaceX は商業軌道輸送サービス (COTS) プログラムを通じて NASA から 2 億 7,800 万ドルを受け取りました。 COTSは、ISSに商用貨物を輸送できるシステムの開発を促進することを目的としています。いくつかの追加マイルストーンの完了により、契約総額は 3 億 9,600 万ドルになります。 SpaceXはRocketplane Kistler (RpK)とともにこのプログラムに選ばれたが、同社が必要​​なマイルストーンを達成できなかったためRpKとの契約はキャンセルされ、一部しか支払われなかった。

多くの企業は、資金提供された契約または資金提供されていない契約のいずれかで、早い段階で COTS プログラムに参加します。 2008年、NASAは物資補給のための商業サービスに関する2つの追加契約を締結しました。 SpaceXは12回の飛行（16億ドル相当）の契約を獲得し、一方Orbital Sciences Corp（現Orbital ATK）は8回の飛行（19億ドル相当）の契約を獲得した。

ファルコン9とファルコンヘビー

SpaceXのロケット群の主力はFalcon 9であり、その多くの際立った特徴の1つは再利用性である。ファルコン 9 は、ファルコン 1 (670 kg) より多くの貨物 (13,150 kg) を低地球軌道に運びます。

最初のファルコン9ロケットブースターは2015年12月21日に着陸しました。SpaceXはブースターステージの回収を定期作業として行っています。通常、ロボット船に乗って発射地点の近くに着陸します。ファルコン 9 の複数のブースター ステージは、打ち上げコストを削減するために何度も再利用されます。

さらに強力なロケット「ファルコン・ヘビー」が2018年2月6日に打ち上げられ、ほぼ全てのマイルストーンを達成した。ファルコン・ヘビーは、テスラ・ロードスター（マスク氏の別の会社であるテスラが製造した電気自動車）と、スターマンという愛称の宇宙服を着たマネキンを乗せて、軌道への飛行に成功した。

ロケットの2段のブースターは計画通りケネディ宇宙センターの近くに着陸することに成功したが、コア段は時速300マイルというあまりに速い速度で海に衝突し、衝撃に耐えることができなかった。その後、ファルコン・ヘビーは宇宙空間でエンジンを点火し、ロードスターを火星の軌道まで送ります。

ドラゴン宇宙船とISSへの貨物ミッション

SpaceXにとって次の大きなマイルストーンは、ISSへの貨物の輸送だ。ドラゴン宇宙船はファルコン9ロケットで打ち上げられ、2012年5月にCOTSプログラムの試験飛行中にISSに最初のペイロードを届けました。エンジンの問題により打ち上げは数日間延期されたが、次の試みでロケットは無事に打ち上げられた。

SpaceXは2012年10月にISSへの初の商業飛行を完了した。その飛行は目的のほとんどを達成したが、ロケットは打ち上げ中に部分的な故障に見舞われた。この事故は、オーブコム-OG2衛星が異常に低い軌道に留まり、ミッションが失敗したことで終了しました。

ドラゴン宇宙船の最初のバージョンは2020年にISSへ20回飛行し、CRS-7（2015年6月に飛行）を除くすべてが正常に到着しました。 CRS-7はロケットの故障により軌道から外れ、スペースXは2016年4月8日の次の打ち上げ成功前にロケットを再設計した。ドラゴン貨物船の新しいバージョンは2020年12月に飛行を開始した。

クルードラゴン宇宙船と国際宇宙ステーションへの有人飛行

SpaceXは、Crew Dragonを宇宙に打ち上げる前にいくつかのプロトタイプを開発した。同社は、テキサス州マクレガーにあるSpaceXロケット開発試験施設で、現地での打ち上げ中止試験と係留ホバリング試験を実施した。

SpaceX はまた、宇宙に打ち上げる前に加圧モジュールと生命維持・環境制御システム モジュールを使用して主要システムをテストします。最初に打ち上げられたクルードラゴン宇宙船は、2019年3月2日にISSへの無人ミッションであるクルーデモ1を完了し、宇宙での8日間の滞在後に無事着陸しました。宇宙船は、打ち上げ中止システムを評価する一連のテスト中の飛行後に予期せず破壊された。

スペースXは2020年3月30日に初の有人試験飛行「デモ2」を打ち上げ、宇宙飛行士のボブ・ベンケン氏とダグ・ハーレー氏をISSに運びました。スペースXのクルードラゴン・エンデバー号に乗って、2人の宇宙飛行士は2020年8月2日に地球に帰還した。2020年11月15日、最初の成功した利用飛行であるクルー2飛行が行われ、ファルコン9ロケットを使用して「レジリエンス」というニックネームのクルードラゴン宇宙船で4人の宇宙飛行士を国際宇宙ステーションに打ち上げた。

スターシップ

スターシップはマスク氏の火星飛行計画の中心となる。テストプログラムは、スターホッパーと呼ばれる小型の乗り物から始まり、2019年と2020年に一連の有線および無線のテスト飛行を実施しました。その後、SpaceXは、2020年8月にSN5プロトタイプの短い飛行テストを皮切りに、一連のスターシップ車両の高高度飛行テストを開始しました。プログラムの最大の課題の1つは、空中での反転の処理であり、2021年5月5日にSN15がスムーズに着陸する前に、いくつかのスターシッププロトタイプが破壊される結果となりました。

スターシップは、燃料タンクに約3.6トンの液体酸素とメタンを搭載した高さ70メートルのスーパーヘビーロケットで軌道と深宇宙に打ち上げられるように設計されている。スーパーヘビーにはロケットの降下を制御する格子状のフィンが4つ付いています。スターシップとスーパーヘビーの2機は、2021年8月に初めて積み重ねられ、高さ120メートルの完全に再利用可能な打ち上げシステムを形成する。

スターシップは2023年4月に初打ち上げされた。計画によれば、スターシップは約3分後に分離し、独自のエンジンで飛行を続け、1時間半後にハワイ沖に着陸する予定だ。しかし、ロケットから分離した直後に爆発が起こった。このミッション以来、SpaceXはステージ分離システムの変更を含め、ロケットの設計に1,000以上の変更を加えてきました。

2回目の打ち上げは2023年11月に行われます。今回は分離プロセスが完璧に成功し、スターシップは高度150kmまで飛行しました。スターシップは第2段エンジンの点火中に過剰な液体酸素を放出し、爆発を引き起こした。 3月14日の3回目の飛行で、スペースXのスターシップはまず軌道上で1時間にわたりいくつかの操作をテストしたが、再突入時に破壊された。スターシップは6月6日の4回目の飛行で、地球の大気圏の極端な温度を経験した後もスターシップのカプセルが無傷のままであったこと、カプセルとブースターの両方が安全に着陸したことなど、テスト飛行におけるいくつかの重要なマイルストーンを達成した。

10月13日朝の5回目の試験飛行中、スーパーヘビーロケットは宇宙に向かう途中でスターシップを放出し、その後地球に落下した。スペースX社のテキサス発射台で初めて一対の巨大な機械の棒が落下するロケットブースターを捕らえた。これはロケット技術の分野では前例のない成果である。その結果、SpaceXは史上初の完全に再利用可能なロケットシステムを構築するという目標に一歩近づくことができ、宇宙旅行のコストを劇的に削減し、最終的には人類を複数の惑星で暮らす種族にする可能性がある。スターシップとスーパーヘビーの両ロケットが宇宙に打ち上げられ、無傷で地球に帰還できることを証明した後、同社はロケット打ち上げコストを推定10分の1にまで下げる計画を進めている。

SpaceXの将来計画

SpaceXの顧客基盤は、民間部門、軍隊、そして貨物を軌道上に輸送するために同社に金銭を支払う意思のある非政府組織まで多岐にわたる。同社は打ち上げサービスで利益を上げているが、将来の宇宙探査技術の開発にも注力している。

2016年、マスク氏は火星へ飛行する技術計画を発表し、今後50年から100年以内に赤い惑星に自給自足の植民地を作ることを目指している。この惑星間輸送システムは、本質的にはファルコン9の大型版です。しかし、この宇宙船はドラゴン宇宙船よりも大きく、1回の飛行で少なくとも100人の乗客を運ぶことが期待されています。

スターシップは、マスク氏の火星征服計画において引き続き重要な役割を果たしている。 2022年2月、マスク氏はスペースXが6～8時間ごとにスターシップ1機、1時間ごとにスーパーヘビーロケット1機の打ち上げ率を達成し、最大150トンの貨物を軌道に乗せるミッションを実現できると述べた。このような高い打ち上げ率によりコストは劇的に削減され、火星への移住はより経済的に実現可能となるだろう。

知的財産とイノベーションによると

出典: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/spacex-va-hanh-trinh-elon-musk-chinh-phuc-vu-tru/20241020122448943