SpaceXがStarshipの初の完全統合軌道飛行試験を実施する日が刻一刻と近づいています。歴史的な打ち上げがどのように展開されるのか、そしてイーロン・マスクの革新的な巨大ロケットに何が期待できるのかをご紹介します。
SpaceX、NASA、そして宇宙飛行業界全体にとってのStarshipの重要性を考えると、今回の打ち上げの意義は計り知れません。高さ394フィート（120メートル）のStarshipは、発射タワーを離れた瞬間から、史上最強のロケットとなります。SpaceXは現在、規制当局の承認、良好な気象条件、そしてロケットの最終点検が順調に進むことを条件に、4月17日（月）の打ち上げを予定しています。
打ち上げ時にロケットは約1650万ポンドの力を発揮します。これは明らかに驚異的ですが、さらに驚くべきは、スターシップが将来的に完全に再利用可能な打ち上げロケットになるという点です。スペースXがスーパーヘビーブースターとスターシップの上段の両方を再利用したいと考えているという事実は、驚くべきものです。
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ロケットの初飛行で成功が達成されるかどうかは、ほぼ確実とは言えない。先月、スペースXのCEOであるマスク氏は、初飛行の成功確率は50%だと予測した。「軌道に乗るとは言いませんが、興奮することは間違いありません」と、マスク氏は3月7日に開催されたモルガン・スタンレー・カンファレンスでのインタビューで述べた。
SpaceXは通常、製品開発に反復的なアプローチを採用しており、Starshipも例外ではありません。同社はStarshipのローンチページで次のように述べています。「このようなテストでは、どれだけのことを学べたかが成功の尺度となります。これは、SpaceXがStarshipの開発を急速に進める中で、将来の成功確率を高めるための情報となります。」確かに、どこかで始めなければならないのです。たとえその「どこか」が機体全体の損失につながるとしても。
公平を期すために言うと、今回の打ち上げは突発的なものではありません。スターシップの上段ロケットは高高度飛行に成功し、2021年5月に行われた最終試験で安全に地表に着陸しました。スーパーヘビーブースターも試験を受けており、2月9日には33基のエンジンのうち31基が作動した実物大の静的点火試験も実施されました。
高さ約40階建ての巨大ロケット「スターシップ」の初の軌道上実証実験の舞台が整いました。すべてが順調に進んだ場合、その様子は以下のようになります。
スターシップのカウントダウン開始、ラプターエンジン始動
完全統合型のスターシップは現在、テキサス州ボカチカにあるスペースXのスターベース施設にある、高さ約500フィート（146メートル）の発射・キャッチタワーに設置されています。2本の巨大な「箸」のようなアームを備えたこの特別に設計されたタワーは、帰還時にブースターを「キャッチ」するように設計されていますが、スペースXは初打ち上げミッションではこの大胆なスタントを行わない予定です。
このテストのために、スペースXはブースター7と呼ばれるスーパーヘビーと、シップ24として知られるスターシップの上段ロケットを使用している。これら2つのコンポーネントは4月5日の打ち上げマウントで積み重ねられた。
打ち上げ当日、SpaceXのフライトディレクターが投票を行い、推進剤の搭載を承認します。これにより、2時間のカウントダウンが開始されます。約20分後には、過冷却液体酸素とメタンをブースターに搭載するプロセスが開始され、続いて同じ推進剤がスターシップの上段に搭載されます。カウントダウンが17分を切ると、33基のラプター2エンジンの冷却が開始されます。ラプターの起動シーケンスは打ち上げまで残り8秒で開始され、その後すぐに待望の打ち上げが行われます。
スターシップを今すぐ出発させよう
33基のエンジンすべてが作動し、ロケットが予定の軌道に沿って飛行すれば、機体はメキシコ湾上空を東向きの軌道を辿ることになる。スターシップはミッション開始から55秒後にMaxQ（最大空力応力の瞬間）に達する。ブースターのブースト機能はミッション開始から3分頃に終了し、すぐにステージ分離とメタン燃料の上段エンジンの点火が宇宙空間で行われる。
前述の通り、スーパーヘビーの第一段はボカチカには帰還せず、ミッション開始から約8分後にメキシコ湾に着水します。ただし、ブースターは制御された帰還と着陸の動作、つまり反転操作、ブーストバック噴射、そして着陸噴射を行い、着陸噴射によってロケットは外洋に着水する前にゆっくりと降下します。
宇宙を飛行中のスターシップ上段ロケットは、地球に急降下する前に秒速5マイル（秒速8キロメートル）近くまで速度を上げることができます。スターシップ上段ロケットは地球を一周することはなく、ミッション開始から約77分後に再突入します。ハーバード・スミソニアン天文学者のジョナサン・マクドウェルは、この軌道を「限界軌道」と呼んでいます。このミッションの後、スターシップは低軌道に落ち着かず地球を一周しなかったため、実際には「周回軌道」に到達していないと不満を言う人もいるかもしれません。それももっともです。
想定される軌道を GoogleEarth に重ねてプロットしたものがこちらです: pic.twitter.com/lecYJ1WF2D
— ジョナサン・マクダウェル（@planet4589）2021年7月4日
マクダウェルのモデルによると、スターシップはカリブ海、大西洋、南アフリカ、インド洋、オーストラリア北部、インドネシア、そして太平洋上空を飛行する。スターシップは太平洋上で大気圏に再突入し、ハワイ島カウアイ島の北西約100kmの地点に着水すると予想されている。これは90分後に発生し、事実上、初ミッションを終了することになる。
そこまで到達した場合、ロケットはミッション中にいつでも故障する可能性があり、あるいは一部のエンジンが不調になったり、再突入時に許容できないほどの摩耗が進んだりするなど、望ましくない挙動を示す可能性があります。ロケット業界では初飛行が成功することは稀ですが、得られるデータはSpaceXにとって非常に貴重なものとなるでしょう。同社はロケット、エンジン、コンピューター、地上システムに関するデータを精査します。これらの結果は、来週の状況次第では今年後半に実施される可能性のある、スターシップの2回目のミッションに活かされます。
スターシップはいつか本物のロケットになる可能性が非常に高いが、SpaceXが以前証明したように、こうしたことは一夜にして起こるものではない。
