SpaceXは大型ロケット「Starship」の15回目の試験飛行を実施し、上段宇宙船を地球周回軌道に投入しました。上段には発射施設への帰還と発射塔による初の回収が予定されていますが、先に帰還したブースターの回収は中止され、メキシコ湾に着水しました。
打ち上げ後にブースターの回収を中止
Starshipは、下段ブースター「Super Heavy」と上段宇宙船「Ship」からなる2段式のロケットです。15回目の試験飛行では、米テキサス州のStarbaseから現地時間11月13日午後4時47分に打ち上げられました。Super HeavyのRaptor 3エンジン33基は、離陸時に約8000万ニュートンを超える推力を生み出しました。
打ち上げから約2分半後、Shipはエンジンを点火しながらSuper Heavyから分離する「ホットステージング」を実施しました。その後、ブースターはStarbaseに戻る向きに姿勢を変更。当初は発射塔の機械式アームで受け止める計画でしたが、回収は中止され、打ち上げから約6分半後にメキシコ湾へ着水しました。
SpaceXのダン・ヒュオット氏は、ブースターが誘導・航法・制御上の問題を検知し、自ら回収を中止したと述べました。SpaceXは従来型のSuper Heavyを3機回収し、そのうち2機を後の飛行で再使用しています。今回の機体は新型「Version 3」で、同型ブースターの回収成功はまだありません。
上段は高度約275キロの軌道へ
Shipは分離後もエンジンの燃焼を続け、打ち上げから8分を過ぎた頃に最初の燃焼を終えました。続く約20秒間の燃焼を経て、打ち上げから26分10秒後に高度約275キロの地球低軌道に到達。Starshipが地球周回軌道に到達したのは2回目です。
初めて軌道に到達したのは、9月28日に打ち上げられた14回目の試験飛行でした。その飛行では、通信衛星Starlink V3が26基展開されました。今回も同じ数の衛星を搭載し、打ち上げから35分後に始まる42分間で展開を終えました。
今回の衛星のうち3基にはカメラが搭載されています。これらのカメラは、軌道到達後のShipに向けられ、耐熱タイルなどの状態を調べるために使われます。そのデータは、ShipをStarbaseへ帰還させられるかどうかの判断に役立てられます。
帰還前に機体の状態を点検
Shipは地球を14周し、21時間以上宇宙に滞在する予定です。SpaceXは、大気圏再突入や着陸直前のエンジン燃焼、発射塔への接近に必要な機体システムの健全性を確認した場合に限り、発射施設への帰還を実施するとしています。予定どおりなら、帰還は打ち上げから約22時間半後となります。
帰還に向けては、打ち上げから約21時間36分後に約10秒間エンジンを燃焼させ、軌道を離れる計画です。その約35分後に大気圏への再突入が始まります。Shipは機体のフラップで降下を制御し、地上付近でエンジンを再点火して減速しながら、横向きの降下姿勢から垂直に向きを変える手順です。
その後、発射塔のアームでShipを受け止める計画です。安全に回収を試みられない場合に備え、早期に太平洋へ降下させる判断機会が3回設けられています。最終接近中に安全な回収ができない場合に備え、メキシコ湾にも予備の着水区域が設定されています。
Version 3でエンジンと機体を変更
今回使われたStarship Version 3は、以前の機体より約1.5メートル高く、両段に新しいRaptor 3エンジンを搭載しています。Super Heavyには、帰還時の進路制御に使う格子状の翼が3枚あります。従来の4枚から減った一方、各翼は約50％大きくなり、ホットステージング時の熱を避けるため機体の低い位置に配置されました。
段間のホットステージング用リングも設計が変わり、Version 3ではブースター上部に取り付けられています。Version 2では段間部品として両方の機体から切り離され、飛行中に落下していました。ブースター内部の燃料移送管も再設計され、打ち上げ時と着陸時のエンジン点火に対応します。
Ship側では推進剤タンクが大型化され、配管や配線の配置も変更されました。機体には4つのドッキングポートと、無重力下で極低温の推進剤を管理する専用システムが加わっています。Version 3は、機体を完全に再使用する構成で100トンを超える荷物を軌道へ運ぶ設計です。
衛星輸送と月探査に向けた計画
Starshipには、Starlink衛星の打ち上げに加え、米航空宇宙局（NASA）の月探査計画「アルテミス計画」で宇宙飛行士を運ぶ月着陸船の役割が予定されています。SpaceXは月面着陸船を提供する企業の一つです。2027年夏には、NASAの宇宙船OrionとアルテミスIIIの宇宙飛行士とともに、地球周回軌道での実証飛行が予定されています。
Starshipが地球低軌道より先へ飛ぶには、別のStarshipから推進剤を補給する必要があります。月着陸船としての有人飛行に向けては、極低温の推進剤を扱う技術も課題です。NASAの資格要件には、無人で月面に着陸し、月周回軌道へ戻る実証も含まれます。
SpaceX創業者のイーロン・マスク氏は、2030年までにStarshipを年間1万回打ち上げる目標を掲げています。Starbaseでは、米連邦航空局（FAA）がStarshipの年間25回の打ち上げを認めています。SpaceXの2025年のFalconロケット打ち上げは165回で、打ち上げ頻度には機体の製造や試験、発射施設などが関わります。
