スペースX、最新の飛行試験で次世代ロケットへ前進

これはサイロ型のプロトタイプにとっては大きな飛躍だったが、SpaceXの火星への野望にとっては小さな飛躍だった。

高さ 60 フィートの「スターホッパー」は、イーロン マスク氏が将来他の惑星に着陸することを望んでいる乗り物の部分的なモックアップで、火曜日の午後、テキサスの空に約 500 フィート上昇しました。この 2 回目で最後のテスト飛行は、同社のラプター エンジンのこれまでで最も重要なテストです。このテストは、安全上の懸念から多くの人が自宅から避難したボカ チカの住民を苛立たせましたが、月やその先を目指す宇宙計画に不可欠な機能であるメタンで動く新しいタイプのロケットのデモで、航空宇宙愛好家を勇気づけました。

「メタンエンジンの使用については何十年も議論されてきたが、ついに実現した」とハーバード・スミソニアン天体物理学センターの天体物理学者で宇宙飛行の歴史家でもあるジョナサン・マクドウェル氏は言う。

火曜日の飛行は、ラプターエンジンのますます要求が厳しくなる一連の実験の最新のものだった。数年の開発期間を経て、スペースXはエンジンを横にして固定した状態で試験発射を開始した。その後、プロトタイプ機を機首を上げて固定した状態でさらに2回の試験を実施した。6階建ての高さのステンレススチール製の円筒は、7月にようやく初めて自由飛行し、地上数十フィートのところでホバリングしたが、ほとんどの時間、立ち上る煙の雲が機体を隠していた。

火曜日の飛行は、スペースXにとって今週2回目の飛行挑戦となった。前日は電気系統のトラブルで、カウントダウンがゼロになった瞬間にラプターの点火装置（ロケットの点火プラグのようなもの）が制御された爆発を起こせなかった日だった。より最近の成功したテストでは、エンジンの能力がより明確に示された。エンジンは地上約50階の高さまで上昇し、茶色と緑のまだら模様の地形の上空に浮かんでいるように見え、近くの発射台に着陸した。飛行全体は57秒だった。

さまざまなライブストリームを視聴した何万人ものオンライン視聴者に加え、ボカチカの住民数人も、必ずしも興味本位ではなかったものの、この飛行を視聴した。爆発などの「故障」で近隣の住宅の窓が割れる恐れがあることを恐れ、警察署は、飛行の10分前にサイレンの音が聞こえたら（ペットと一緒に）家から出るように求めるチラシを配布した。

しかし、ロケット科学者や愛好家たちは、次世代の宇宙船の原動力となるであろう技術の展示を歓迎した。単発エンジンのスターホッパーは、完全なビジョン、すなわち35基のエンジンを搭載したブースターロケット（ビッグファルコンロケット）と、6基のエンジンを搭載した「スターシップ」宇宙船への第一歩に過ぎない。マスク氏は、この宇宙船で人類を月や火星に運ぶことを夢見ている。

「これはラプターの飛行の重要なテストです」とマクドウェル氏は言う。

ラプターは、従来のロケットエンジンのほとんどと同様に精製された灯油で動く同社のマーリン エンジン ファミリーに代わるものです。灯油は、燃料 1 ポンドあたりの推進力が最も高かったため、1950 年代に業界のお気に入りとなりました。しかし、メタンには他の利点もあります。毒素の排出が少ないことに加え、地球とその豊富なエネルギー備蓄を後にしたい人にとっては当然の選択です。

たとえ火星に予想外に豊富な化石記録が隠されていたとしても、灯油の原料である石油はロケット燃料にするには多くの処理が必要です。しかし、将来の宇宙飛行士は火星でメタンを製造できるでしょう。火星の自然発生的な氷と二酸化炭素を多く含む大気中の炭素原子と水素原子を混ぜ合わせることで、そうできるとマクドウェルは説明します。残った酸素原子は液体に変えて、爆発物の残りの半分を作ることができます。太陽系のさらに遠くまで目を向けると、この化合物はどこにでもあるようです。「タイタンの湖では、ティーカップに入れてメタンをすくうことができます」とマクドウェルは言います。

NASAはこれまでにも地上や小型航空機でメタンロケットを発射してきたが、今週のスペースXの飛行は軌道上を周回することを目的とした大型機でのメタンロケットの初飛行となる。これにより、この民間企業は早ければ2020年にも、弾道飛行や軌道上飛行にメタンロケットを使用する最初の企業となる見込みだ。

しかし、マスク氏と彼のチームには競争相手がいる。ジェフ・ベゾス氏が経営する航空宇宙企業で、同じく再利用可能なロケットを開発しているブルーオリジンも、同様にBE-4エンジンの燃料としてメタンを選択した。同社は8月初旬にフルパワーでの燃焼試験を実施し、このモデルを使用して、2020年代初頭に予定されているニューグレンロケットを軌道に乗せたいと考えている。

スペースXはラプターの打ち上げに成功したが、次の技術的ハードルは、この「空飛ぶ給水塔」のようなロケットを、音速の何倍もの速度で大気圏を疾走する際に発生する熱に耐えられる本格的な宇宙船に変えることだ。エンジンはまた、さまざまな高度でのさまざまな気圧や宇宙空間の真空状態に耐えられることを証明する必要がある。

マクドウェル氏は、こうした環境がスペースXのベテランエンジニアたちの足手まといになる可能性は低いと語る。むしろ、ラプターの設計の本当の試練は、実際にどこかへ移動するために必要な長時間の噴射中に、腐食や燃料ラインの詰まりといった予期せぬ不具合が発生するかどうかだ、と彼は考えている。

それでもマクドウェル氏は、スペースXとブルーオリジンによってロケットエンジンの新時代が到来すると期待している。「メタンエンジンが登場します」と彼は言う。「そしてこれが、真に本格的な自由飛行の初例です。」