2021-05-06(令和３年) 松尾芳郎
図１：（SpaceX）2021-05-05 (現地時間)打上げ1分前のスターシップSN15。天候は曇り。左に見えるのはノーズコーンの強度試験装置。
図２：（SpaceX）SN15の打上げ、ラプター・エンジン推力2 MN (Mega-Newton) x 3基の力で出発。
図３：（SpaceX）打上げ後16秒のSN15。雲の中を上昇。
図４：（SpaceX）打上げ後3分、地表は雲で見えない。この辺りでエンジンを順次停止、SN15は慣性で上昇を続け4分ほどで高度10 kmに到達。機体は水平の姿勢になり、フラップで姿勢制御をしながら降下に入った。
図５：（SpaceX）打上げ後5分50秒、2基のラプター・エンジンを再着火し姿勢を水平から垂直に立て直し着地に入った。
図６：（SpaceX）打上げ6分後に正確に着地スポットに着地したSN15。メタン燃料の残りが小さな炎を出しているが、間も無く鎮火、安全・正確な着地に成功した。右遠方に見えるのは月飛行時に使う「スーパー・ヘビー・ブースター(Super Heavy Booster)」の発射台。
5月5日水曜日（現地時間）、スターシップSN15（15号機）は、スペースXの宇宙基地から５回目となる高度10 kmの高空飛行に挑戦、安全な着地を含め完全な成功を収めた。
(On Wednesday, May 5. 2021, Starship prototype SN15 successfully completed SpaceX’s fifth high-altitude flight test with first safe return to a landing spot on Starport in Texas.)
これまでのスターシップの高空飛翔と同様、SN15は３基のラプター・エンジンの力で上昇し、計画した順序に従い順次エンジンを停止、そのまま慣性飛行で高度10 kmに到達した。ここでSN15は着陸用に使う燃料を内部のヘッダー・タンクに移送し、降下・着地に備えた。
スターシップが大気圏内を降下する際は、機体の前後にある２枚ずつのフラップを操作し、空力的に姿勢を制御する。この４枚のフラップは搭載のフライト・コンピューターで操作され、姿勢を制御し、着陸時には正確に目的の着地スポットに機体を誘導する。スターシップは着地寸前まで水平の姿勢で降下を続けるが、着地直前にラプター・エンジン２基を再着火し姿勢を垂直に立て直し、着地スポットにゆっくりと降り立つ。
スターシップは、人員、貨物の月面着陸・往復飛行に使う完全に再利用可能な輸送システムとして完成することを目的としている。そして将来の火星を含む深宇宙の探査を目指している。
SN15の飛行成功と着陸成功に関わった全てのスペースXのチームに祝意を表したい。
昨年12月から始まったスターシップの４回のテストは、ロケットの発射はいずれも予定の10 kmの高度に到達し、姿勢を降下に備え水平にする「ベリー・フロップ(belly-flop)」を行い、降下には成功している。しかしいずれも着地時あるいは着地後すぐに爆発・炎上した。
今回のSN15の試験は、これまでと同じメキシコ湾岸に面したテキサス州ボカチカ・ビーチの発射台から打上げられ、途中予定通りエンジンを順次停止し4分後に高度10 kmに到達、姿勢を水平に変えて降下に移った。地表に近くなったところでエンジン２基を再着火、姿勢を垂直に立て直し、ゆっくりと降下、着地スポットに正確に着地した。
NASAは有人月面着陸計画 「アルテミス(Artemis)」計画にスペースX・スターシップを選定したと発表した(2021-04-17)。（詳細はTokyoExpress 2021-04-25 ”NASA、有人月面着陸にスペースX、スターシップ宇宙機を選定“を参照されたい）
しかし、落選したアマゾンのジェフ・ベゾス(Jeff Bezos))氏率いる「ブルー・オリジン(Blue Origin)」計画の側から、審査が不公平との提訴があったため、連邦政府会計局の審査が終わるまで、スターシップ側の月着陸機に向けた改修作業は中断される。
しかし今回の成功は月面着陸に向けたスペースXの大きな技術的前進と言える。スペースXが作るファルコン9打上げロケットは、今や衛星打上げ事業で断然他を引き離して使われている。また、NASAが運営する国際宇宙ステーション(ISS)への人員や貨物輸送には同社製のクルー・ドラゴン宇宙機が常時往復するようになっている。
引き続き予定されているスターシップSN16の打上げ、さらには6月に打ち上げるスーパー・ヘビー・ロケット BS２の初飛行を期待してウオッチしたい。
―以上―
本稿作成に参照した主な記事は次の通り。
・SpaceX Hone “Starship SN15 update”
・New York Times May 5, 2021 “SpaceX Successfully Lands Prototype of Mars and Moon rocket After Test Flight” by Kenneth Chang and Michael Roston
・Space.Com. May 5, 2021 “SpaceX launches StarshipSN15 rocket and sticks thelanding in high-altitude test flight” by Mike Wall
・TokyoExpress 2021-04-25 ”NASA、有人月面着陸にスペースX、スターシップ宇宙機を選定“