Starshipの迅速な再使用、最近の成功にもかかわらず課題が残る

SpaceXのStarship計画は、試験飛行やブースター着陸の成功など重要なマイルストーンを達成したが、巨大ロケットの迅速な再使用を実現する上で依然として大きなハードルに直面している。課題は、再突入と着陸時に機体が受ける極度の熱的・機械的ストレスにあり、飛行間の広範な点検と補修が必要となる。これによりターンアラウンドタイムが長引き、Starshipを1日複数回飛行させるというSpaceXの目標が損なわれている。

最近の分析によると、現在のStarshipプロトタイプのターンアラウンドは数ヶ月単位であり、数時間や数日ではない。例えば、2024年10月の第5回統合試験飛行後、Super Heavyブースターは熱防護タイルの交換とエンジン部品の点検に数週間を要した。機体のステンレス鋼構造は耐久性があるものの、再突入の激しい熱による反りやひび割れが依然として発生している。これらの問題はブースターだけでなく、軌道速度に耐えなければならない上段にも影響する。

Starshipを迅速に再使用できないことは重要である。なぜなら、この機体のビジネスケース全体が低コストで高頻度の飛行に依存しているからだ。SpaceXはStarshipを衛星展開、NASAのアルテミス計画の下での月面ミッション、そして最終的には火星植民に使用する計画である。現在、各飛行のコストは数千万ドルと推定されているが、迅速な再使用により数百万ドルにまで削減できる可能性がある。補修問題を解決しなければ、Starshipはこれらの野心的な目標を実現可能にする経済性を達成できないだろう。

情報源からの具体的な数字によると、飛行5の後、エンジニアはSuper Heavyブースターの1,000枚以上の熱防護タイルを交換し、機体は飛行後の点検のために30日以上格納庫で過ごした。その飛行の上段は、降下中に意図的に破壊されたため回収されなかった。2024年3月の試験のような初期の飛行では、機体が着陸前に分解し、制御された再突入の難しさが浮き彫りになった。

背景として、SpaceXはStarshipの設計を迅速に反復改良しており、各試験飛行で得られた教訓を取り入れている。同社は熱防護タイルをより強力なものにアップグレードし、降下制御を改善するためにフラップアクチュエータを改良した。しかし、再突入の基本的な物理現象——1,400度を超えるプラズマ温度——により、軽微な損傷でも大規模な補修が必要となる。SpaceXのCEOイーロン・マスクは、迅速な再使用の達成はStarship計画で「最も難しい部分」であると認めている。

今後、SpaceXは2025年にさらに多くの試験飛行を実施し、より迅速なターンアラウンドを実証する計画である。同社はまた、繰り返し使用により頑丈な新しいバージョンのRaptorエンジンを開発中である。さらに、SpaceXは代替の熱防護材料や能動冷却システムも模索している。しかし、情報源によれば、画期的な進展は目前にはなく、迅速な再使用はあと数年は困難なままかもしれない。それまでは、Starshipは当初想定されていたよりもはるかに遅いペースで飛行を続けるだろう。