アメリカの億万長者のスーパーロケットは宇宙産業全体を変える可能性がある

スターシップロケット

スターシップは、SpaceX 社が製造した超大型ロケットです。このロケットはスーパーヘビーロケットステージとスターシップ宇宙船で構成されており、高い積載量と低い運用コストの実現を目指しています。ロケットの両段とも着陸が可能で、100トンの物を低地球軌道に運ぶことができる。軌道上で液体酸素と液体メタンを補給した後、宇宙船は月や火星、さらには太陽系の他の場所まで飛行することができるようになる。

スターシップはどれくらい大きくて強力ですか?

スターシップは高さ50メートル、乾燥質量100トン未満の宇宙船で、同名のスターシップロケットの上部部分です。スターシップ宇宙船は約 1,200 トンの液体酸素または液体メタン燃料を積載でき、各燃料はそれぞれ主タンクと副タンクに収納されます。

メイン燃料タンク ペアと比較すると、補助燃料タンク ペアは着陸燃料の供給に使用されます。スターシップ宇宙船によって燃料補給されると、宇宙船の航続距離は月、火星、および太陽系の他の多くの場所にまで広がります。船尾には、大気圏で稼働するラプター エンジン 3 基と宇宙空間で稼働するラプター バキューム エンジン 3 基を含む、6 基のラプター エンジンが搭載されています。

スターシップ宇宙船には、大気圏突入時に発生するプラズマによる損傷を防ぐ六角形のタイルが装備されており、宇宙船は 1400°C までの温度に耐えることができます。スターシップの積載量は約 1000 m3 で、他のどの宇宙船よりもはるかに大きいです。

スーパーヘビーの底部にある33基のエンジンは約74メガニュートンの推力を発生させることができ、これはエアバスA320neo旅客機が発生できる推力の約700倍に相当します。

スターシップロケットの長さは現在120メートルを超えており、2023年6月の2回目の試験打ち上げ時の長さと比べて1メートル増加している。この追加の長さは、スーパーヘビーが1メートル長くされたためである。

スターシップロケットは、人類を初めて月に送ったロケットであるサターンVロケットの2倍の推力を持っています。 SpaceXによれば、この推力により少なくとも150トンの積荷を発射台から低地球軌道まで打ち上げることができるという。

スターシップロケットとスーパーヘビーロケットはどちらも、メタロックスと呼ばれる極低温の液体メタンと液体酸素の混合物で燃料を供給されます。

現在、スターシップロケットは、スペースXスターベース、ケネディ宇宙センター、および同社の2つの海上発射台から打ち上げられる予定です。 33 基のラプター エンジンを点火した後、スーパー ヘビー ステージは空中でスターシップから分離しました。その後、ロケットの段階は大気圏を飛行し、発射塔の2本の鉄棒の上に着陸します。一方、スターシップは3基のラプター真空エンジンを点火し、軌道に打ち上げられました。ミッションの最後に、宇宙船は大気圏に突入し、熱シールドで自身を保護しました。その後、宇宙船は2つのフラップを使って着陸地点まで滑空し、3基のラプターエンジンを噴射して垂直に着陸した。

多くのアップグレードと調整を経たミサイル。

2005年、SpaceXは初めて大型ロケットの建造計画を提案した。それから2019年まで、ミサイルのデザインと名称は頻繁に変更された。 2019年7月、スターホッパー号は高度150メートルから離着陸し、ラプターエンジンを搭載した初のロケットとなった。 2021年5月、SN15というコードネームのスターシップ宇宙船は高度10kmまで飛行し、自由落下に入り、4回の失敗の後に着陸に成功した。

スターシップはどのように着陸するのでしょうか?

近くで見ている人は、スーパーヘビーが超音速から減速するときに、大きな爆発音を聞くことになるでしょう。

最新のテスト打ち上げでは、SpaceXは発射タワーを使用してスーパーヘビーロケットを捕捉しました。火星や月にはこれを行うための発射塔がないため、スターシップ ロケットは着陸装置を使用して自力で着陸できる必要があります。これを実現するために、スターシップは降下しながら徐々に水平姿勢まで回転する。マスク氏はこれを「ベリーフリップ」と呼んでいる。

これにより、スターシップの抗力断面積が増加し、速度が低下します。地表に十分近づくと、スターシップは速度を落とし、エンジンを始動して垂直状態に戻ります。その後、スターシップは独自のロケットを使用して操縦し、着陸装置を使用して硬い地面に着陸します。

スターシップは、硬い地面への着陸を除いて、これまでのテスト打ち上げで上記のすべてを実行した。これまでのところ、着陸したのは海だけです。

SpaceXはこれまでにしたことのないことを試みた。分離後、ブースターの下部は減速し、2本の巨大な機械アームがそれをつかみながら発射台に向かってゆっくりと降下します。この動きは「グラビング」と呼ばれます。

海上で数回の模擬着陸を経て、5回目のテスト打ち上げで、スターシップの下部、スーパーヘビーブースターの着陸に成功しました。

テスト開始の目的の 1 つは、残っている問題を明らかにすることです。たった一度のミスで、エンジンから放出されるガスの量により、ロケットの内部構造全体が溶けてしまう可能性があります。

スターシップは月と火星への飛行を野望としている

スターシップにはまだ乗組員が乗ったことはないが、億万長者のイーロン・マスク氏と彼の会社は、いつか人類を火星に送ることを目標に、野心的な計画を立てている。

短期的には、スターシップロケットは衛星を打ち上げ、その後、宇宙旅行者にサービスを提供し、アルテミス計画で宇宙飛行士を月に着陸させる予定だ。さらに遠い将来には、このロケットは同社の火星移住の夢を現実のものにし、大陸間飛行を行うことが期待されている。

スターシップロケットの試験打ち上げはこれまでに4回行われている。最初の打ち上げでは、ブースターが分離する前にロケットシステムが早期に爆発した。 SpaceXは、システムが完璧ではないことを承知の上でテストロケットを打ち上げ、失敗から学ぶことで開発プロセスを加速させた。

実際、スペースXはテスト打ち上げごとに進歩を遂げている。最初は失敗のない打ち上げ、次に再突入に成功し、スターシップとスーパーヘビーの両ロケットが制御された状態で降下し、それぞれインド洋とメキシコ湾上空でホバリングした後、海に着水した。

Starship は他に何に使用されますか?

近い将来、スターシップロケットはいくつかの異なる目的で使用される可能性があります。

これまで、億万長者のイーロン・マスク氏は、ファルコン9シリーズなどのロケットを使って商用スターリンク衛星を打ち上げてきた。

これらの衛星の寿命は約5年と短く、SpaceXは宇宙に同じ数の衛星を維持するために継続的に衛星を打ち上げる必要がある。

NASAは、月面での長期的な人類の居住を目指すアルテミス計画でスターシップを利用したいと考えている。 NASAは2026年にスターシップを月面ミッションに使用することを計画している。

もっと遠い将来、イーロン・マスク氏はスターシップロケットが火星への往復に片道約9か月かかる長距離飛行ができるようになることを望んでいる。

そのアイデアは、スターシップロケットを低地球軌道に打ち上げ、そこに残すというものだ。その後、スペースXの「燃料補給船」によって燃料を補給され、火星への旅を続ける予定だ。

スターシップロケットを使って宇宙望遠鏡を打ち上げることも考えられます。何千もの衛星や、より大きな宇宙望遠鏡を宇宙に素早く打ち上げるには、大型のロケットが必要になります。

スターシップはまた、宇宙ステーションの建設に必要な重い積荷を運ぶように設計されており、最終的には月面での人間の居住をサポートするインフラを構築することも可能になる。

スターシップ宇宙船は、乗客を月、火星、そして太陽系の他の目的地まで運ぶことができる。それだけでなく、旅客船は大陸横断飛行も可能になります。船には「個室の寝室、談話室、倉庫、放射線シェルター、ガラス室」があり、最大100人の乗客を乗せることができる。船内の生命維持システムは「密閉型」で、船内の材料は継続的に再利用・リサイクルされます。

スターシップ宇宙船は燃料を運び、他の宇宙船の航続距離を延長するために使用される。イーロン・マスク氏によると、スターシップ宇宙船を月に送るには、最大7機の燃料タンカーを打ち上げる必要があるとのこと。このアイデアは、2機の宇宙船の尾部を接続するという形で、2019年9月にイーロン・マスク氏によって発表されました。その後、両方の船は補助エンジンを使用して燃料タンカーに向かってわずかに加速し、燃料を他の船に送り込みます。 2020年10月、NASAは宇宙で2機のスターシップ宇宙船を介して10トンの燃料を輸送するテストを行うため、SpaceXに5,320万ドルを授与した。

スターシップ HLS は、アポロ計画の後継であるアルテミス計画で月面に着陸することを目的としたスターシップ宇宙船の派生型です。スターシップHLSの上部には窓とエアロックがあり、さらにエレベーターと月面着陸用の操舵エンジンシステムも備えている。この宇宙船の最も重要な特徴は、地球と月の間を往復飛行する際の巨大な積載量である。アルテミス計画の飛行中、スターシップ HLS 宇宙船は乗組員の前方を最大 100 日間飛行し、その後宇宙船はスターシップ HLS に燃料を移送します。

スペースX社は10月13日（同日午後8時25分頃、ハノイ時間）、高さ122メートルのスターシップロケットをテキサス州スターベースから5回目のテストで打ち上げ、成功した。このテスト飛行中、スターシップ/スーパーヘビーロケットシステムは、最初の試みで「グラブ」機構を正常に実行するという奇跡を起こしました。メカジラ発射塔からの離陸に成功した後、スターシップはインド洋に着陸し、一方スーパーヘビーロケットは発射塔のすぐ近くに着陸し、塔のロボット「箸」アームによってしっかりと保持されたまま帰還した。

ハ・トゥ

BBC、Space.comによると