Starshipの最新飛行は進展を示したが、きれいな終わり方ではなかった
SpaceXによるSuper Heavy-Starshipの13回目の試験飛行は、これまでに建造された中で最大のロケットシステムを成熟させる取り組みに、またひとつ混在しつつも意義のある結果を加えた。2段式の機体は7月24日午後5時51分（EDT）にテキサス州のStarbaseから離昇し、SpaceXが追求していたミッションプロファイルの大部分を完了した。Super Heavyブースターは予定通り分離してメキシコ湾岸へ戻り、Starship上段はインド洋方面へ向かう成功した準軌道飛行を続けた。
しかし、見出しとなる結果は完璧な回収ではなかった。報じられた飛行シーケンスによれば、ブースターは狙い通りの地点に海面着水したが、最終降下中に再始動したエンジンが少なすぎたため、強い衝撃を伴うハードスプラッシュダウンとなった。つまり、この試験は複数の目標を一度に前進させた一方で、システムが通常運用に近づく前に解決すべき、具体的な推進系の課題をSpaceXに残した。
反復を前提にしたプログラムにとって、これは重要な種類の飛行だった。飛行中の劇的な喪失で終わることはなく、SpaceXが最終的に望む洗練された着陸シーケンスも示さなかった。その代わりに、次の技術課題が可視化された。ロケットは飛び、段間分離を行い、予定された上段プロファイルに到達したが、ブースター回収の余裕はまだ十分ではなかった。
最近の遅延のあとで改善された打ち上げ
7月24日の飛行は、7月16日の前回試行が最後の瞬間に停止された後のものだった。その際は4基のRaptorエンジンが正常に始動しなかった。SpaceXは7月23日に再度の試行を設定したが、低い雲により24時間の延期を余儀なくされた。成功した打ち上げ当日には天候が改善し、1段目の33基すべてのRaptorエンジンが正常に点火した。
このクリーンなエンジン始動自体が重要だった。これほど大型のロケットでは、名目上の離昇を達成することは簡単なチェック項目ではない。Super Heavy-Starshipは高さ397フィート、打ち上げ時推力は約1600万ポンドに達し、すべての点火シーケンスが、エンジン始動ロジック、地上設備、そしてブースターと上段の間で厳密に調整されたタイミングを含む主要なシステム試験になる。
発射台からきれいに離れ、ほぼ雲のない空を上昇していったことで、機体は前回の中止された試みよりも強い出発点をSpaceXに与えた。また、7月16日の中止原因を、フルデュレーションの上昇試験に進めるのに十分な程度まで解消できていたことも示唆した。
ブースター降下が主な不足点を明らかにした
最も重要な問題は段間分離の後に現れた。SpaceXの第3世代Super Heavyブースターは、上昇中および尾部を先頭にした降下態勢へ移る反転マヌーバ中、予定通りに機能しているように見えた。しかし、最終的な減速段階では、より穏やかな着地に必要な推力が得られなかった。
ブースターがメキシコ湾へ降下する間、13基中10基のエンジンしか再始動しなかったと報じられている。海面着水の時点では、稼働していたのは5基のみのようだった。その結果、想定より高い衝突速度となり、いわゆるハードスプラッシュダウンになった。
これは、ブースター回収がSpaceXのStarshipに関する長期的な主張の中核だからだ。このシステムは、飛行を生き延びるだけでなく、迅速かつ繰り返し帰還するよう設計されている。想定される運用概念では、Super Heavyは海面着水せず、発射場へ戻り、タワー上の巨大な機械アーム、しばしば「chopsticks」と呼ばれるものが空中で段を捕獲する。
これら初期のVersion 3飛行では、SpaceXはタワー捕獲を試みる代わりに、安全上の予防措置としてメキシコ湾への着水をすでに選択していた。この試験は、その慎重さが今なお必要である理由を示している。ゆっくり制御された最終降下は、信頼できるエンジン再点火に依存しており、今回の飛行は、発射場へ戻る試みが許容可能なリスクを持つ前に、この再点火シーケンスをさらに改善する必要があることを示した。
上段はより励みになる目標を達成した
ブースターが新たな疑問を投げかけた一方で、Starship上段はミッションのより前向きな部分を担った。上段は6基のRaptorエンジンが安定して作動する中で宇宙への上昇を完了し、その後もインド洋へ向かう成功した準軌道経路を進み続けた。
この性能が重要なのは、第3世代Starship構成が、5月の以前のV3試験から得た教訓の上に成り立つことを意図しているからだ。前回の飛行では、ブースターが着地目標を外し、上段は宇宙到達の途中でエンジンの早期停止を起こした。今回は、上段はその種の目立つエンジントラブルを回避し、予定された跳躍を実行した。
SpaceXにとって、これは単なる象徴的改善以上の意味を持つ。衛星展開から深宇宙輸送の野心まで、Starshipの将来の役割は、上昇をきれいに終え、分離後も予測可能に動作できる機体にかかっている。成功した準軌道跳躍は完全なミッション準備完了を証明するものではないが、以前は弱点が露呈していた飛行包絡の一部で前進していることは示している。
この飛行がなおマイルストーンである理由
Starshipの試験は、成功か失敗かに単純化してしまいがちだ。しかしその枠組みでは、SpaceXがどのようにハードウェアを開発しているかを見落としてしまう。同社は各打ち上げを、あるリスクの集合を取り除き、新しい集合を発見し、その結果を次の機体に反映させる機会として扱う。その基準で見ると、13回目の飛行は不完全ではあるが有用なマイルストーンに見える。
この打ち上げは、最近のエンジン始動中止のあとで正常離昇ができたことを示した。5月のものよりも良い第3世代飛行を実現した。上段が以前のような停止問題なしに宇宙へ向かう区間を完了できることを示した。そして、当面の最大の課題を、降下中のブースターエンジン再点火性能という、より具体的な問題に絞り込んだ。
Starshipのように野心的なシステムにとって、この種の洗練は不可欠だ。ロケットは単に宇宙へ到達しようとしているのではなく、完全かつ迅速な再使用でそれを実現しようとしている。ミッションの各段階は繰り返し機能しなければならず、ある段階での部分的成功は別の段階での弱さを相殺しない。したがって、ハードスプラッシュダウンは単なる脚注ではない。SpaceXが次に何を変えるべきかを判断するために必要な証拠なのだ。
Starshipの次
この試験の直近の帰結は、ブースターの最終降下シーケンス中に13基中8基のエンジンがなぜ正しく再始動しなかったのかを詳しく調べることになるだろう。点火条件、エンジンのハードウェア挙動、ソフトウェアのタイミング、あるいは降下そのものの力学のどこに原因があるにせよ、この問題は今や、Starshipの現状とより野心的な回収試行との間にある最も明確な障害の一つだ。
同時に、SpaceXは上段の結果と、統合システムが今回も壊滅的損失なしに厳しい打ち上げシーケンスを完了した事実から、有用な自信を得られる。デモ飛行以上の用途を支えることを意図したロケットにとって、それは重要だ。打ち上げ信頼性と上段性能の進歩は、回収性能がまだ不安定であっても、プログラムが確かな土台の上に築くべきものを与えている。
より大きな状況は変わらない。Starshipは依然として開発中で、明らかに実験段階にあり、そして不完全な試験の連続を通じて前進している。13回目の飛行は、SpaceXが望むようなきれいな終わり方をもたらさなかった。しかし、残る問題がより狭く、より具体的で、より対処可能な領域へとプログラムを進めた。実験的な大型輸送機にとって、着陸が計画より厳しかったとしても、それは本当の進歩だ。
この記事はSpaceflight Nowの報道に基づいています。元記事を読む。
Originally published on spaceflightnow.com
