NASAとSpaceX、アルテミスIII向けにスーパーヘビーV3を風洞試験

NASAとSpaceXは、カリフォルニア州シリコンバレーにあるNASAエイムズ研究センターで、スーパーヘビーV3ロケットブースターの1.2%スケールモデルを用いた新しい風洞試験を完了したと、同機関が2026年7月31日に報告した。試験は、ロケットが大気圏再突入時に受ける定常および非定常空気力の測定に焦点を当てた。

スーパーヘビーV3はSpaceXのスターシップ打ち上げシステムの一部であり、2027年のアルテミスIIIミッションとその後の2028年の有人月面着陸のためのスターシップ有人着陸システム（HLS）の基盤となることが期待されている。この試験は、2024年にNASAエイムズで完了した以前の作業に基づいており、宇宙飛行士を月周回軌道から月面へ安全に運び、戻すためのNASAとSpaceXの協力を支援する。

これらの空気力を理解することは、改良されたブースターが大幅な変更（新しいラプター3エンジン、エンジンセクションスカートの廃止、4つではなく50%大型化した3つのグリッドフィン、統合されたホットステージなど）を含むため、極めて重要である。NASAマーシャル宇宙飛行センターのHLSプルーム・空力環境チームの主任エンジニアであるマニッシュ・メータ氏によると、同機関はスペースシャトル、SLSロケット、オリオン宇宙船の風洞試験での経験を応用し、スーパーヘビー試験を効率的に設定・分析した。

2025年後半に実施された風洞試験では、遷音速風洞でマッハ0.2から1.4、超音速風洞でマッハ1.55から2.5の速度を使用した。NASAエイムズの非定常空気力学専門家であるジャヤンタ・パンダ氏は、定常力は空気がロケットの周りを滑らかに流れるときに発生し、非定常力は振動を引き起こすバフェッティングを伴うと説明した。得られた定常力のデータは、ロケットが再突入時にどのように反応するかを予測し、飛行ソフトウェアが効果的に誘導できるようにするのに役立ち、非定常圧力データは荷重解析に情報を提供する。

NASAとSpaceXのエンジニアは、1.2%スケールモデルを使用して、ブースター表面の定常および非定常気流の両方に関する情報を収集した。メータ氏は、エイムズのユニタリ計画風洞での同様の試験が以前にアルテミスII用のSLSにストレーキを追加することにつながり、その作業からの教訓が現在アルテミスIII以降に役立っていると述べた。この協力により、SpaceXは月着陸船を開発する際に、専門施設と技術的専門知識を利用できるようになる。

アルテミス計画を通じて、NASAは科学的発見、経済的機会、持続的な存在の確立のために人類を月に戻すことを目指しており、将来の有人火星ミッションの基礎を築いている。風洞データは、アルテミスIII実証ミッションに先立ち、スーパーヘビーV3の設計と飛行ソフトウェアを改良するために使用される。