SpaceX、Starship初の軌道投入に挑戦 ― 9月22日、Starlink V3衛星26基を搭載して打ち上げへ
SpaceXは、Starshipメガロケットの第14回飛行試験を、規制当局の承認を前提に日本時間9月22日21時15分(米中部時間7時15分)から始まる75分間の打ち上げウィンドウで実施する計画を発表した。今回の飛行では、これまで意図的に「安全に失敗できる」弾道軌道(サブオービタル)を飛んでいたStarshipが、初めて地球周回軌道への投入に挑む。同時に、次世代衛星「Starlink V3」の初展開も予定されている。
1. 飛行の概要 ― 初の軌道投入とその意義
これまでの試験飛行は、いずれも、公共の安全を最大限確保しつつ最大限の知見を得るため、意図的に軌道に到達しない弾道飛行に限定されていた。今回、軌道投入に踏み出すことで、Starshipを完全かつ迅速に再利用可能にするための次の開発段階に進めるとSpaceXは説明している。
計画によれば、Starshipは、高度約275kmを飛行し、約10時間の飛行時間の中で地球を約6周した後、チリ西方の太平洋上に着水する予定だ。打ち上げから約30分前にライブ配信が始まり、着水までの数時間にわたって軌道上からの映像が届けられる可能性があるという。開発中の試験飛行であるため、スケジュールは変更される可能性があるとSpaceXは注意を促している。
2. Super Heavyブースターの課題と今回の改修
ブースター(Super Heavy)の主要な試験目標は、打ち上げ・上昇・段分離・帰還燃焼(ボーストバック・バーン)・メキシコ湾沖での着陸燃焼を成功させることだ。前回の第13回飛行では、段分離後のフリップ動作後、Super Heavyは、初めて33基すべてのエンジンを使ったボーストバック・バーンに成功したが、燃焼終盤で中央の3基のエンジンに氷結によるつまりの兆候が見られ、機動がearlyに終了した。続く着陸燃焼では、予定していた13基中8基のエンジンが再着火したものの、ブースターはメキシコ湾に強い衝撃で着水する結果となった。
今回のSuper Heavyには、エンジンへのフィルタリングを改善するハードウェア変更と、再着火の信頼性を高めるソフトウェア変更が加えられている。なお、TechCrunchの報道によれば、SpaceXは今回もタワーでのブースター回収(キャッチ)は試みない方針で、直近数回の試験飛行でブースターの不具合が続いたことを踏まえた慎重な判断とみられる。
3. Starship上段の軌道投入とStarlink V3の展開
Starship上段の主要目標には、初めての軌道投入燃焼、Starlink V3衛星26基の展開、宇宙空間でのラプターエンジン単発による離脱燃焼(デオービットバーン)、そして、太平洋への制御された再突入・降下・着水が含まれる。SpaceXは、ミッション終盤の離脱燃焼に必要なハードウェアの冗長性が十分に確保されていることを飛行管制チームが確認した後にのみ、軌道投入燃焼を実行する方針だという。
Starlink V3衛星は、今回初めて26基がまとめて軌道に投入される予定で、1基あたり1Tbpsの通信容量を追加できるとされ、今回のミッションだけでネットワーク全体に26Tbpsの容量が追加される計算になる。これは、Falcon 9で従来型のV2 miniのStarlink衛星を1回打ち上げた場合と比較して約10倍の輸送能力になるという。展開後、各衛星はアンテナと太陽電池パネルを展開し、無線周波数とレーザーリンクを通じて地上および既存のStarlinkコンステレーションと通信を確立、その後搭載スラスターで軌道を上げていく。軌道上でのチェックアウトを経て、打ち上げから数週間程度でサービス提供が始まる見込みだという。
なお、衛星3基には特別にカメラ一式が搭載されており、Starshipの耐熱シールドの状態を撮影・地上へ伝送することで、将来的な発射場への帰還に向けた耐熱シールドの健全性評価手法の試験を継続する。
4. 耐熱シールドの改良とタイルの再利用
耐熱シールド関連では、インド洋に着水した第13回飛行のStarshipから得られたデータを直接反映したいくつかの改良・実験も行われる。上昇中に脱落するリスクが最も高いと判断された箇所へのタイル固定機構の追加、プラズマがタイル裏側に流れ込む経路が新たに見つかった箇所への対策、そしてタイル間の隙間での加熱を抑える効果が確認されている曲面タイル設計を複数の箇所に採用することなどが含まれる。さらに、Ship 40から回収された2枚のタイルをShip 41に再搭載する計画もあり、これが実現すればStarship史上初のタイル再利用となる。
5. IPO後のStarshipと事業上の位置づけ
TechCrunchの分析によれば、今回の飛行は、今年6月に史上最大規模のIPOを実施して上場したSpaceXにとって2回目のStarship試験飛行となる。前回7月の第13回飛行では、Starlink V3の展開試験には成功したものの、衛星は約20分で大気圏に再突入して燃え尽きる仕様だった。今回、上段が実際に軌道投入に成功すれば、これは(社内の別部門からの計上ではあるものの)SpaceXの打ち上げ事業にとって初めて収益を生む飛行になるという。
SpaceXは、Starshipの開発にすでに数十億ドルを投じており、Falcon 9・Falcon Heavyを退役させてStarshipに置き換える計画を進めている。イーロン・マスク氏は、Starshipが、「週に何度も確実に」飛行できるようになった段階でこれを実施し、限られたエンジニアリング・製造リソースを再配分すると述べているという。IPO時に掲げた打ち上げ頻度の目標を実現するには、Starshipが確実に軌道へ到達し、地球に帰還し、迅速に再利用できることが不可欠であり、今回の飛行はそのうちの「軌道到達」という最初の要素を試すものになる。
視聴方法
打ち上げの様子は、打ち上げ30分前からSpaceXの公式サイトおよびX(@SpaceX)でライブ配信される予定で、着水までカバレッジが続く見込みだ。開発中の試験飛行につきスケジュールは変更されやすいため、最新情報はSpaceXの公式サイトおよびXアカウントで確認することが推奨されている。
