現在NASAのスペース・ローンチ・システムの基部に配備されている4基のRS-25エンジンは、いずれも過去に何度も宇宙へ旅立っており、それぞれに興味深い物語があります。そのうち1基は1998年に初飛行し、宇宙飛行士ジョン・グレンを軌道に乗せました。すべてが順調に進めば、これらのベテランブースターはまもなくNASAをアルテミス計画時代へと導くでしょう。
NASAのスペース・ローンチ・システム（SLS）は、これまでに建造された中で最も強力なロケットで、57,320ポンド（26トン）以上の貨物と乗組員を月まで打ち上げることができます。将来の仕様変更により、最大99,208ポンド（45トン）まで打ち上げられる可能性があります。これはまさに工学上の驚異であり、少なくとも私たちはそう願っています。その初飛行は今週土曜日の午後2時17分（東部標準時）に予定されています。しかし、NASAがアルテミス計画時代へと大胆な飛躍を遂げ、月面環境へのミッションを着実に進めていく中で、SLSは多くの古い部品から作られた新しいロケットであることを忘れてはなりません。
この完全統合型大型ロケットは、NASAの過去の打ち上げシステム、特に2011年に退役したスペースシャトルを巧みに融合させたものです。実際、SLSとオリオン有人カプセルは、83回のスペースシャトルミッションの部品を寄せ集めて製造されました。SLSには、エアロジェット・ロケットダイン社製のスペースシャトル・メインエンジン（現在はRS-25エンジンとして知られています）が使用され、2基の延長型固体ロケットブースターもシャトルから流用されました。かつてシャトルの操縦に使用されていたエンジンも、オリオンに搭載されました。
2010年に議会がNASAに伝えたように、新型ロケットと有人カプセルは「スペースシャトル由来の部品…既存の米国製推進システムを使用するもの。これには液体燃料エンジン、外部燃料タンクまたは燃料タンク関連機能、固体ロケットモーターエンジンが含まれる」とのことだった。これを踏まえ、NASAは飛行実績のある良質なハードウェアを無駄にしたくないと考え、退役したシャトルからメインエンジンを取り外し、保管した。NASAによると、これはSLS建造時に既存のハードウェアを有効活用し、「コストを削減し、スケジュールを迅速化する」という指示に沿ったものだった。
RS-25エンジンが強力かつ信頼性が高いことは疑いようがありません。このエンジンはシャトル計画の過程で5回にわたりアップグレードされ、135回のミッションに参加し、3,000回以上の点火試験を実施し、地上試験と飛行運用の両方で100万秒間以上稼働し続けました。NASAは、シャトル計画で最初の4回のSLSミッションを支えるために、合計16基のRS-25Dエンジンを保有しています。この16基のうち、宇宙に飛ばなかったのはわずか2基です。
スペースシャトルには3基のRS-25エンジンが搭載されていましたが、SLSには4基搭載されています。液体水素と液体酸素を燃料とする4基のエンジンは、打ち上げ時の安定性と力の均等な分散を確保するために、ほぼ正方形に配置されています。RS-25エンジン1基あたり200万ポンドの推力を発生させることができ、2基の5セグメント固体ロケットブースターと組み合わせることで、打ち上げ時に880万ポンドの推力を提供します。スペースシャトル時代、RS-25エンジンは定格推力の104.5%（真空推力491,000ポンド）で運用されていましたが、SLSではこれらのエンジンが改造され、定格推力の109%（真空推力512,000ポンド）で運用されるようになったとNASAは述べています。
NASAによると、「SLSでは、エンジンの燃料入口圧力と温度が上昇します」とのことです。「さらに、既存のエンジンには、最新の航空電子機器を搭載した新しいエンジン制御装置と、高温環境に対応する新しい排気ノズル断熱材が導入されます。」
現在のSLS構成はブロック1と呼ばれ、非常に実績のあるRS-25エンジン4基を搭載しています。SLSの初飛行では、NASAはE2045、E2056、E2058、E2060のエンジンを使用します。これら4基のエンジンは、30年間で合計21回のスペースシャトル飛行に使用されました。
初代エンジンであるE2045は、12回のスペースシャトルミッションで飛行した実績を持つ、最も経験豊富なエンジンです。初飛行は1998年1月のSTS-89ミッションで、最後の飛行は2011年7月のSTS-135ミッションでした。ジョン・グレン宇宙飛行士は、1998年にSTS-95ミッションに参加した際に、E2045の威力を実際に体験しました。
2番エンジンE2056は、スペースシャトルの4回の飛行（コロンビア号事故後の最初のミッションであるSTS-114を含む）に搭乗したベテランエンジンです。一方、3番エンジンE2058は6回の飛行に参加しました。4番エンジンE2060は、この中では最も経験が浅く、スペースシャトルの最後のミッションであるSTS-135を含む3回のミッションに搭乗しました。
8月29日（月）の打ち上げ中止の原因は、エンジニアたちがこの3号エンジンのせいだと非難した。打ち上げに必要な極低温に達しなかったのだ。しかし、チームは後にセンサーの故障が原因だと突き止めた。SLSの主任エンジニア、ジョン・ブレビンズ氏が昨日記者団に語ったように、E2058には問題はなく、エンジニアたちは3号エンジンへの冷却推進剤の「良好な流れ」を確認できた。
スペースシャトル時代から残された16基のRS-25エンジンは、それぞれ次回の飛行が最後の飛行となります。SLSは使い捨てロケットで、コアステージは太平洋に着水すると予想されています（サイドブースターは大西洋に落下します）。NASAはRS-25Dエンジンの在庫を使い切った後、現在エアロジェット・ロケットダイン社が製造中のRS-25Eエンジンに切り替えます。新型エンジンは従来のエンジンより約30%安価で、定格推力の111%（真空推力521,000ポンド）を発揮します。
NASAは、今後の月へのアルテミス計画にSLSを必要としています。この大型ロケットシステムは、2024年後半に予定されている有人オリオン宇宙船による月面往復飛行を含むアルテミス2号、そしてアポロ計画以来初の有人月面着陸となるアルテミス3号において重要な役割を果たすことになります。アルテミス計画は、NASAとそのパートナーが人類初の火星探査に向けて準備を進めることも目的としており、SLSはそこで重要な役割を果たすことが期待されています。
どれも刺激的な話だが、費用が高すぎるかもしれない。惑星協会によると、NASAは2011年以降、SLSとオリオンの開発費として500億ドル以上を費やしてきた。しかし、SLSの運用には、NASAの監察総監の試算によると、最初の4回のアルテミス計画では、打ち上げ1回あたり41億ドル以上の費用がかかるという。監察総監のポール・マーティン氏は、この費用を「持続不可能」と表現している。
NASAはアルテミス計画を通じて、恒久的かつ持続可能な月への帰還を目指しています。しかし、これが実現するためには、NASAは高騰するコストを抑制する必要があります。
