米スペースX、2日間で2機の「ファルコン9」ロケットの打ち上げに成功

米スペースX、2日間で2機の「ファルコン9」ロケットの打ち上げに成功

画像提供:マイナビニュース

●2度目の再使用、再回収に成功した「ブルガリアサット1」の打ち上げ
イーロン・マスク氏率いる米国の宇宙企業スペースXは、6月24日から26日の2日間に、2機の「ファルコン9」ロケットの打ち上げた。

24日に打ち上げたのは、今年1月にも打ち上げた機体を再使用したもので、同社にとって2度目のロケット再使用となった。26日の機体は新品だったものの、着陸時に使用する小型の安定翼に、耐熱性などが向上した新型のものが装備された。打ち上げはともに成功し、さらに海上に浮かんだドローン船への着地にも成功した。

○2度目の再使用打ち上げ

24日に打ち上げられたファルコン9(Falcon 9)は、ブルガリアの衛星通信会社ブルガリアサットの通信衛星「ブルガリアサット1」(BulgariaSat-1)を搭載していた。ロケットは日本時間6月24日4時10分(米東部夏時間6月23日15時10分)に、フロリダ州にあるNASAケネディ宇宙センターの第39A発射台を離昇した。ロケットは順調に飛行し、打ち上げから約35分後に衛星を分離して、所定の軌道に投入した。

打ち上げに使われたロケットの第1段機体は、今年1月15日に通信衛星「イリジウムNEXT」を打ち上げた際にも使われた機体(シリアル番号B1029)が再使用された。

スペースXでは、ロケットを再使用し、旅客機のように同じ機体を何度も打ち上げられるようにすることで、打ち上げコストを従来の「100分の1」にすることを目指している。同社にとっては2002年の設立以来の大きな目標の1つであり、これまでさまざまな研究や開発、試験を続けてきた。

そして3月、一昨年の4月に打ち上げに使用した機体(シリアル番号B1021)を使った、初の再使用打ち上げに成功。今回が通算2度目の再使用打ち上げとなった。

スペースXもブルガリアサットも、今回の打ち上げにかかったコスト、あるいは価格を明らかにしていない。ただ昨年、スペースXのグウィン・ショットウェル社長は、「第1段を再使用するファルコン9の場合、10%の割引で提供する」と発言。3月の初の再使用飛行後には、「第1段機体を再使用する際にかかるコストは、新造する場合の半額以下だった」とも明らかにされている。

現在、新品のファルコン9は6200万ドル(現在の為替レートで約69億円)で販売されているため、再使用で10%の割引が行われるとすると、おおよそ5580万ドル(約62億円)ということになる。また、今回は2度目の再使用打ち上げであったことから、リスクを勘案し、さらに割引が行われたとも考えられる。

またショットウェル社長は昨年3月、第1段機体の再使用による値下げについて「最大で30%の割引が可能」とも語っている。しかしいずれにしろ、スペースXが掲げている「100分の1」という目標にはまだ届いていない。

○ファルコン9の再使用が当たり前になる時代へ

スペースXは、次のファルコン9の再使用打ち上げがいつになるかは明らかにしていない。ただ、今年3月には、今年だけでも6回の再使用打ち上げをしたいと表明しており、また、今年の夏に打ち上げ予定の超大型ロケット「ファルコン・ヘヴィ」(Falcon Heavy)では、2機のブースターに、以前飛行したファルコン9の第1段機体を再利用すると明らかにされている。

また、現在のファルコン9の再使用はまだ試験的なもので、今年の年末ごろに完成する予定のファルコン9の最終進化型「ファルコン9 ブロック5」は、当初より再使用することを前提とした設計になっており、この機体の運用が始まれば、再使用打ち上げが標準となり、再使用にかかる時間やコストが短縮できる。

ちなみに、3月の初の再使用では、前回の飛行から再使用飛行までにかかった時間は約1年で、純粋に点検や整備などの作業時間だけの累計は4カ月だった。今回も、作業のみにかかった時間は4カ月ほどだったという。スペースXはいずれ、これを24時間にまで短縮し、ロケットを打ち上げて帰ってきた翌日には、ふたたび打ち上げられるようにしたいという目標を掲げている。

今後、ロケットの信頼性を保ちつつ、再使用に必要な作業の効率化や省力化などにより、どこまでコストダウンや、その分の価格への還元による値下げが実現するのかに注目が集まる。

○再回収にも成功

一方、途中で分離された第1段機体は大西洋に向けて降下し、待機していたドローン船「もちろんいまもきみを愛している(Of Course I Still Love You)号」への着地に成功した。

今回は衛星の質量が大きく、また通常よりエネルギーが必要な遠い軌道ヘ向けて打ち上げなければならなかったため、ロケット側に残る推進剤が少なくなる。その場合、十分に機体を減速させることができないため、着陸は難しくなる。スペースXのイーロン・マスクCEOも、打ち上げ前にTwitterで「今回のファルコン9は、着陸時にこれまでで最も高い負荷と熱にさらされます。着地が失敗する可能性は十分あります」と述べていた。

しかしロケットは、Xマークが描かれた甲板の中心こそ外したものの、着地に成功。その後マスク氏は「ロケットはトーストのように焼かれ、着地時の衝撃も大きなものとなりました。クラッシュ・コア1)もほとんどすべて使い尽くしまいました。ただ、それ以外は良好です」とコメントしている。ただ、この機体が3度目の飛行に使えるかどうかは、おそらくは今後の分析が必要なこともあり、現時点では明言されていない。

なお、着地地点が中心から外れたことについて、マスク氏は「ロケットは着地の直前、突如として、横方向へ強く打たれたようになりました。おそらく強い突風のせいか、もしくはロケットに何か問題が起きたのかもしれません。テレメトリーを分析したいと思います」と述べている。

○ブルガリア初の通信衛星「ブルガリアサット1」

ファルコン9で打ち上げられたブルガリアサット1は、ブルガリア共和国の衛星通信会社ブルガリサットの通信衛星で、東経2度の静止軌道から、バルカン半島に衛星通信サービスを提供することを目的としている。

衛星の製造は米国のスペース・システムズ/ロラール(SS/L)が担当した。打ち上げ時の質量は3669kg、設計寿命は15〜18年間が予定されている。

打ち上げ後、SS/Lは衛星の太陽電池パドルの展開や通信の確立などが予定どおり行われて、衛星の状態が正常であることを確認している。ブルガリアサット1は現在、近地点高度(地表に最も近い高度)約210km、遠地点高度(地表から最も離れた高度)約6万5500km、軌道傾斜角23.9度の、いわゆるスーパーシンクロナス・トランスファー軌道に乗っており、このあと衛星側のスラスターを使って、東経2度の静止軌道へ乗り移る。

ブルガリアが通信衛星を保有するのはこれが初めて。人工衛星そのものは、ソビエト連邦が東側諸国などと共同で行った宇宙計画「インテルコースマス」の枠組みで、1981年に打ち上げられた「インテルコースマス22」がある。衛星の製造はソ連が担当したものの、機器の開発や運用などはブルガリア側が中心となって行われた。

脚注

1):ファルコン9の着陸脚に組み込まれた衝撃吸収装置。アルミをハニカム構造に加工して作られており、衝撃が加わると自らつぶれることで、その衝撃を吸収する。同様の機構は、過去にアポロの月着陸船などで使用されたことがある。ファルコン9の場合、今回のように着陸時の衝撃が大きく、つぶれて吸収できる範囲を使い尽くしてしまうと、交換が必要になる。

●嵐の中で輝いた新型グリッド・フィン - 「イリジウムNEXT」の打ち上げと着地
○10機の「イリジウムNEXT」の打ち上げに成功

ファルコン9にとって2度目の再使用となったブルガリアサット1の打ち上げ、着地の成功から2日後の6月26日(日本時間)、スペースXはふたたび、ファルコン9の打ち上げと着地に成功した。

通信衛星「イリジウムNEXT(Iridium NEXT)」を10機搭載したファルコン9は、日本時間6月26日5時25分(米太平洋夏時間6月25日13時25分)、カリフォルニア州にあるヴァンデンバーグ空軍基地の第4E発射台を離昇した。ロケットは順調に飛行し、打ち上げから約57分後に衛星の分離を開始。約15分かけて、全10機の衛星の分離に成功した。

イリジウムNEXTを運用する衛星通信会社イリジウムによると、打ち上げ後、全10機の衛星からの信号受信に成功し、衛星の状態は正常であることを確認したという。

ファルコン9は24日にも通信衛星ブルガリアサット1を載せて打ち上げられており、発射台こそ24日は東海岸のケネディ宇宙センター、26日は西海岸のヴァンデンバーグ空軍基地と異なるものの、わずか2日と1時間15分の間に、2機のファルコン9が打ち上げられたことになる。

これはファルコン9にとって最短記録となるが、もちろん狙ったものではなく、もともとブルガリアサット1の打ち上げは21日に予定されていたものの、フェアリングのトラブルで4日延期。そして以前から26日にはイリジウムNEXTの打ち上げが予定されていたことから、偶然2日の間隔になった結果である。なおケネディ宇宙センターとヴァンデンバーグ空軍基地とでは、打ち上げにかかわる人員が異なるため、打ち上げ準備作業を並行して行うことは可能だったという。

ちなみに歴史をふりかえると、1995年に米国の「アトラス」ロケットが、ケープカナベラル空軍基地とヴァンデンバーグ空軍基地から1機ずつ、同じように2日間で2機の打ち上げに成功している。また2015年にはロシアが、カザフスタンにあるバイコヌール宇宙基地と南米仏領ギアナにあるギアナ宇宙センターから、「ソユーズ」ロケットを約2時間の間隔で打ち上げたこともある。

○チタン製の黒い新型グリッド・フィンが登場

今回の打ち上げに使われた第1段機体は新品(シリアル番号B1036)だったが、機体の着地、回収は行われ、成功している。今回は西海岸のヴァンデンバーグ空軍基地からの打ち上げだったため、回収用のドローン船は太平洋に配備されている「指示をよく読め(Just Read the Instructions)号」が担当した。

ただ、打ち上げの十数分前には、マスク氏はTwitterで「天候が悪いため、ドローン船の待機位置を変更します」と明らかにし、天候の条件や着地のための準備などから、着地がやや難しくなることを示唆した。

しかし一方で、今回のファルコン9には新しい小型の安定翼が装備されていた。この安定翼は「グリッド・フィン」と呼ばれており、いわゆる翼と聞いて連想する鳥や飛行機がもつような形のものではなく、文字どおり格子状の板の形をしている。

従来のファルコン9では、このグリッド・フィンの素材にアルミニウムを用いていた。アルミは軽いものの耐熱性は低いため、着地時にエンジンの噴射から受ける熱に耐えられるよう、フィンに耐熱塗料を塗布し、また打ち上げごとに交換する必要もあった。

一方、今回装備された新開発のフィンはチタン製で、アルミよりほんのわずかに重くなるものの、耐熱性が高いため、耐熱塗料を塗布したり打ち上げごとに交換する必要はない。さらに、ただ素材を変えただけではなく、フィンそのもののサイズも大きくなり、後縁が波打った形状になるなど形状も変わっている。マスク氏によると、これにより安定性や制御能力が向上し、強風の中での着陸などが可能になるという。

チタン製の新型フィンは、年末に投入予定のファルコン9 ブロック5から導入予定だったものの、試験的に現行型の「ファルコン9 フル・スラスト」に導入されることになった。この前倒しでの搭載は以前から決まっていたもので、今回の打ち上げ直前に発生した悪天候を受けてのものではないものの、待機位置を移動してもなお、波や風で大きく揺れる「指示をよく読め号」への着地に成功し、図らずもその性能を発揮する機会となった。

マスク氏は着地成功後、「新しいチタン製のグリッド・フィンは、予想よりよく動いてくれました」とコメントしている。ただ、今後ブロック5が登場するまでのフル・スラストにも装備することになるのかなど、詳しい見通しは明らかにされていない。

なお、以前から行われているフェアリングの回収試験については、打ち上げ後に「成功は間近」と述べるにとどまり、今回も満足のいく形での回収ができなかったことをうかがわせた。マスク氏によると、大気圏内を降下、飛行する際に使うパラシュートに何らかの問題があり、今年の終わりまでに解決したいとしている。

次のファルコン9の打ち上げは7月に行われる予定で、この打ち上げでは通信衛星「インテルサット35e」を、ケネディ宇宙センターから静止トランスファー軌道へ送る。第1段が再使用機体なのか、また着地・回収を行うのかなどについてはまだ明らかにされていない。

○イリジウムNEXT

イリジウムNEXTは、米国の移動体向けの衛星通信を提供しているイリジウムが運用する、新世代の通信衛星である。

イリジウムは1998年に設立され、サービスを開始したものの、1999年には連邦倒産法第11章(チャプター11)による破産を経験している。その後再建され、現在も離島や極域などの僻地や、インフラ、政府系通信などの用途で利用されている。

2017年から打ち上げが始まったイリジウムNEXTは、現在運用中の旧型の衛星と比べ、高速・大容量のデータ通信が可能になる。同社では今年中に70機、最終的には予備機を含め80機以上のイリジウムNEXTを打ち上げ、旧型機を代替することを目指している。今回打ち上げられたのは今年1月に打ち上げられた最初の10機に続く11〜20機目で、今後すべての衛星がファルコン9によって打ち上げられる予定となっている。

衛星1機あたりの打ち上げ時の質量は800kgで、金の延べ棒のような台形の四角柱の形をしている。70機の衛星は、高度780km、軌道傾斜角86.4度の円軌道に、10機ずつ異なる軌道面に投入して運用される。設計寿命は10年。開発、製造は欧州の航空・宇宙大手タレス・アレーニア・スペースが担当した。

またイリジウムNEXT衛星には、50kgほどの機器を搭載できるスペースが用意されており、他社の機器を受け入れるなどして、同衛星の軌道を利用したイリジウム以外のサービスが展開できるようになっている。1月に打ち上げられた10機に続き、今回もイリジウムの子会社でもあるエアリオン(Aireon)が提供する、世界のどこでも航空機の位置をリアルタイムで追跡できる機器が搭載されている。また今後、58機の衛星には「イグザクトアース」(exactEarth)の、自動船舶識別装置(AIS)を利用した船舶の位置をリアルタイムで追跡できる機器も搭載される予定となっている。

参考

・BulgariaSat-1 Mission | SpaceX
・BulgariaSat-1 Mission
・Iridium-2 Mission | SpaceX
・Iridium-2 NEXT Mission
・Successful Second Launch Doubles the Number of Iridium NEXT Satellites in Space (NASDAQ:IRDM)
(鳥嶋真也)

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