スペースXの最新宇宙船爆発の背後にある「重大な異常」

スペースX社の次期スターシップロケットは水曜日遅くに南テキサスで行われた地上試験中に爆発し、ここ数カ月の3回連続の失敗を克服しようと奮闘している同計画にさらなる打撃を与えた。

テキサス州スターベースにあるスペースXのロケット開発施設で深夜に発生した爆発により、次回のスターシップ試験飛行で打ち上げ予定だった弾丸型の上段ロケットが破壊された。この強力な爆発により、同社のスターシップ工場と発射台から数マイル離れたマッセイ試験場周辺で火災が発生した。

NASASpaceflight.comとLabPadre（スターベース周辺にカメラを設置したメディア組織）のライブストリーミング映像では、高さ15階建てのロケットが現地時間午後11時（米国東部夏時間午前0時、協定世界時午前4時）直後に炎上する様子が映し出されていました。30マイル（約48キロメートル）離れた地域住民も、爆発を目撃し、感じたと報告しています。

SpaceXは、同社の在庫番号36番のStarshipが、静的点火試験のために6基のRaptorエンジンに点火する準備をしていた際に、試験台で「重大な異常」を経験したことを確認した。こうした固定点火試験は通常、SpaceXがロケットを発射台に移動させる前のStarship打ち上げキャンペーンにおける最終段階の一つである。

爆発は、スペースXがスターシップの静的燃焼試験の準備として、極低温メタンと液体酸素の推進剤をスターシップに積み込み終えた際に発生しました。同社によると、試験場周辺は全職員が避難しており、事故後、全員の無事が確認されました。ブラウンズビル消防署の消防士が現場に派遣されました。

「当社のスターベースチームは地元当局と連携し、試験場とその周辺地域の安全確保に積極的に取り組んでいます」とスペースXはXに投稿した。「周辺地域の住民への危険はなく、安全確保作業が続く間は当該地域に近づかないようお願いします。」

SpaceXの創業者兼CEOであるイーロン・マスク氏は、Xの別の投稿で、予備データによるとスターシップのペイロードベイ内の高圧窒素タンクが故障したと述べている。多くのロケットには、このようなタンク、つまり複合材で覆われた圧力容器が搭載されており、機体内の様々な区画のパージと加圧に使用される高圧ガスが封入されている。これらのタンク（COPV）は扱いが難しい場合がある。SpaceXのエンジニアは、2015年と2016年に発生したファルコン9ロケットの2度の壊滅的な故障の原因は、COPVに関連するハードウェアにあると指摘した。

マスク氏は、窒素燃料複合燃料タンク（COPV）は、本来タンクに損傷を与えるはずのない状況下で、耐圧を下回って故障したようだと記した。「さらなる調査でこれが事実であることが確認されれば、この設計では初めてのケースとなります」とマスク氏は付け加えた。

破片を拾い集める

スターベースで深夜に爆発が起きたわずか数時間前の水曜日、連邦航空局（FAA）が発表した勧告によると、スペースXは次回のスターシップ試験飛行の暫定打ち上げ日を6月29日としていた。しかし、現時点では実現せず、スペースXが次のスターシップの飛行準備を整えるのがいつになるかは誰にも分からない。

マッセイのテストサイトは、かつてこの土地にあった射撃場にちなんで名付けられ、リオグランデ川の湾曲部に位置し、メキシコ国境からわずか数百フィートのところにあります。このテストサイトは、スペースXがスターシップの耐力試験と静的燃焼試験を実施し、ロケットの飛行準備が完了したと宣言できる唯一の場所です。

マッシーの地上設備の被害状況は現時点では明らかになっていないため、試験場がどれくらいの期間使用不能になるかを判断するのは時期尚早です。しかしながら、現時点では、この爆発により、スペースXはスターシップの飛行前試験を支援する施設を失っています。

以下に埋め込まれたビデオは NASASpaceflight.com と LabPadre からのものであり、スターシップの爆発をさまざまな角度から映しています。

マッシーズでの爆発は、スペースXがスターシップ開発をここまで進めるまでの困難な道のりを思い起こさせるものです。2020年と2021年には、地上試験および飛行試験中に問題が発生し、スペースXはスターシップの試作機を複数機失いました。シップ36号機が炎上する映像は、過去の爆発事故を彷彿とさせるだけでなく、2016年に水曜日の夜の事故と似た状況下でファルコン9ロケットが発射台上で炎上し、消滅した事件も思い起こさせます。

SpaceXは2023年4月以降、実寸大のスターシップロケットを9機打ち上げており、爆発事故発生前は今月末に10機目の試験飛行を行う予定だった。スターシップの今年の実績は散々で、直近3回の試験飛行は予定より早く終了した。これらの挫折は、2024年の輝かしい実績に続くものだった。2024年、SpaceXはスターシップの弾道試験飛行で着実な進歩を遂げ、巨大なロボットアームでロケットの巨大なスーパーヘビーブースターを発射台タワーで初めてキャッチすることに成功した。

スーパーヘビーブースターステージとスターシップ上段を合わせると、高さは400フィートを超え、史上最大のロケットとなります。SpaceXは再利用されたスーパーヘビーブースターを飛行させており、スターシップ自体も回収・再利用が可能な設計となっています。

昨年の成果を受けて、スペースXは完全な軌道飛行、スターシップの捕獲と回収の試み、そして2025年の重要な宇宙での燃料補給デモンストレーションに向けて順調に進んでいるように見えた。燃料補給デモは正式に2026年に延期されており、スペースXが今後数か月で十分な進歩を遂げ、今年末までに宇宙船の回収を試みることができるかどうかは疑問だ。

野望と現実の出会い

スペースXは1月に、バージョン2またはブロック2と呼ばれる改良型スターシップの設計を試験飛行で初公開した。それ以来、次々と挫折を経験している。

新型スターシップの設計は、スペースXが2023年と2024年に飛行させたバージョンよりもわずかに高くなっています。大気圏再突入時の高熱への耐性を高めるため、耐熱シールドが改良されています。また、スペースXはメタン燃料をラプターエンジンに供給するための新しい燃料供給ラインシステムと、機体のバルブと読み取りセンサーを制御する改良された推進アビオニクスモジュールを搭載しました。

スターシップ バージョン2へのこれらすべての変更にもかかわらず、あるいはその変更のせいで、スペースXは過去2年間のスターシップで達成した成功を再現することができていません。1月と3月に試験飛行で打ち上げられた宇宙船は、打ち上げから数分後に制御不能に陥り、海上に破片を散乱させました。少なくとも1件のケースでは、タークス・カイコス諸島で車に衝突しました。

スペースXのエンジニアたちは、1月の故障は、激しい振動が燃料漏れとエンジン室の火災を引き起こし、ロケットエンジンの早期停止を引き起こしたことが原因である可能性が高いと結論付けました。エンジニアたちは、振動がロケットの固有振動数と共鳴し、スペースXの予測レベルを超えて揺れを激化させた可能性が高いと述べています。

3月の飛行も同様の形で失敗したが、スペースX社の調査員らは、最も可能性の高い根本原因は宇宙船のエンジンの1つに生じたハードウェアの故障であり、2か月前とは異なる故障モードであると判断した。

先月行われたSpaceXの最新のStarship試験飛行では、ロケットは計画通りミッションの上昇段階を完了し、過去2回の打ち上げで発生した問題を克服したように見えました。しかし、Raptorエンジンが停止した直後、燃料漏れが発生し、宇宙空間で回転し始めました。そのため、新しい耐熱シールド素材の性能試験のための誘導再突入を完了することができませんでした。

SpaceXは、第3世代のスターシップ「バージョン3」の設計に取り組んでおり、同社によると年末までに飛行可能になる見込みです。改良されたスターシップ「バージョン3」は、大型の燃料タンクとより強力なラプターエンジンにより、最大200トンのより重い貨物を軌道上に打ち上げることができます。また、低軌道での燃料補給機能も備えています。

バージョン3では、現在SpaceXのスターシップ開発のペースを遅らせている問題が恒久的に修正されると思われます。エンジンの信頼性や宇宙船の共振周波数、宇宙船の耐熱シールドの強化、そしてペイロードベイのドアの不具合の修正など、SpaceXのエンジニアが解決すべき課題は山積しています。

当局がこれらの問題を解決すれば、SpaceXはStarshipを低軌道から地上に帰還させる時が来るでしょう。その後は、軌道上での燃料補給や、NASAのアルテミス計画と連携した月へのミッションなど、さらに興味深い計画が予定されています。NASAはSpaceXと40億ドル以上の契約を締結しており、宇宙飛行士を月に着陸させ、安全に宇宙へ帰還させることができる有人仕様のStarshipの開発を目指しています。

トランプ政権がNASAに提案した予算案では、アルテミス計画の超高額なスペース・ローンチ・システム（SLS）ロケットとオリオン有人カプセルは、あと2回の打ち上げ後に打ち上げが中止され、民間の大型ロケットが地球から月への宇宙飛行士の打ち上げを引き継ぐことになる。スペースXのスターシップは、既にNASAと有人着陸船として契約を結んでおり、トランプ政権の予算案では、SLSとオリオンの役割を果たすため、最終的に政府からより多くの契約を獲得する可能性がある。ブルー・オリジンのニュー・グレンなど、他のロケットも、有人宇宙探査においてより大きな役割を果たす態勢が整っている。

NASAの公式スケジュールによると、アルテミス計画による最初の有人月面着陸は2027年頃とされており、SLSとオリオンロケットを用いて宇宙飛行士を月面付近まで輸送し、SpaceXの月着陸船スターシップと合流させる。アルテミスIIIとして知られるこのミッションの後、NASAはスペース・ローンチ・システム（SLS）に代わり、イーロン・マスクのSpaceXとジェフ・ベゾスのBlue Originの商用ロケットを使用する予定だ。

一方、スペースXの創業者兼CEOは火星探査に目を向けている。先月、マスク氏は従業員に対し、2026年後半に最初のスターシップを火星に向けて打ち上げたいと語った。この時期は、太陽系における地球と火星の位置関係から、直接の旅が可能になる時期だ。楽観的に言えば、2028年からスターシップで人類を火星に送りたいと考えている。

これらすべてのミッションは、SpaceX が通常の Starship 打ち上げ操作、宇宙船とブースターの迅速な再利用、軌道上での極低温燃料補給を習得し、生命維持、通信、深宇宙航行などのシステムを惑星間旅行に適応させることを前提としています。

SpaceXのスターシップ計画には、やるべきことが山積みです。今後数年間で火星着陸を実現するには、あまりにも長い道のりです。NASAの2027年のアルテミス3号月着陸ミッションのスケジュールもタイトですが、これはスターシップの遅延だけが原因ではありません。宇宙飛行士が月面で着用する新しい宇宙服の開発も、アルテミス3号のスケジュールを危うくする可能性があります。NASAのSLSロケットとオリオン宇宙船は、これまで大きな遅延を経験してきたため、2027年に準備が整うかどうかは不透明です。

水曜日の夜の爆発の正確な影響を知るにはまだ早すぎるが、スターシップがこれらの大胆なスケジュールを達成できる可能性は水曜日よりも今日の方が低いと自信を持って言える。

このストーリーはもともと Ars Technica に掲載されました。