3回のリハーサルを経て、新世代の月着陸ロケットの初飛行の日程は未定

3月中旬に最終組立工場から打ち上げ位置へ垂直移動されたNASAの新世代有人月面ロケットSLS（スペース・ローンチ・システム）を覚えていますか？

これは、打ち上げ前の最終テスト、いわゆる「ウェットドレスリハーサル」を目的とした大型ロケットのデビューだった。

いわゆる「ウェット」とは、その名の通り、ロケットの各段に260万リットル以上、約1,000トンの液体酸素や液体水素などの液体推進剤と保護ガスを注入し、地上での打ち上げを除く全プロセスをシミュレートすることを意味する。その後、すべての推進剤を排出し、ロケットを安全な状態に戻す必要があります。テスト全体の難易度と総コストは想像に難くありません。

SLS 月ロケットが盛大な宣伝とともにデビュー |米航空宇宙局（NASA）

NASAが20年以上計画し、予算230億ドル以上、1回の打ち上げコストが20億ドル以上かかるスペースキラーとして、SLS大型ロケットは当初、この最も包括的なウェットリハーサルのみを実施する予定だった。成功後、5月に直ちに最初の打ち上げが実施され、月に戻る最初のアルテミスミッションが完了する。

しかし、SLS のウェット リハーサルはうまくいかず、実質的に失敗に終わりました。

ウェットリハーサルは紆余曲折あり

北京時間3月18日、SLSはケープカナベラルのLC-39B発射台に無事移送された。発射台での約2週間にわたる総合的なテストの後、NASAは4月2日に予定されていたウェットリハーサルを正式に開始した。

しかし、移動式発射ステーションの密閉されたエリアに圧力をかける役割を担う2つの大型ファンが故障したため、事態は困難なスタートを切った。これは推進剤を充填するための中核エリアであり、有害なガスの蓄積を防ぎ、テストと打ち上げの安全性を最大限に維持するために加圧する必要があります。この場合、ウェットリハーサルは直ちに終了する必要があります。

最初のウェットリハーサルの前に、移動式発射台に雷が落ちましたが、これはその後の故障とは関係ありません。 |米航空宇宙局（NASA）

幸いなことに、これはロケット自体の問題ではなく、ファンの故障は簡単に解消できました。 NASAはウェットリハーサルを翌日（4月4日）に再スケジュールした。さらに悪いことに、今回は移動式発射台の排気バルブが詰まってしまい、液体水素の補給を開始することができなかった。当時、液体酸素の充填は50％完了していたものの、2回目のウェットリハーサルは途中で断念せざるを得なかった。

4月7日、移動式発射台の調整装置を交換した後、技術者はSLSロケットの上段のICPS内のバルブも故障していることを発見した。この故障は発射台上では解決できず、ロケットは最終組立工場に運ばれ、修理のために分解されなければならなかった。

これ以上時間を無駄にしないために、NASAは「ウェットリハーサル」計画を変更し、ロケットの上段への燃料補給テストをキャンセルし、ICPS内の故障したバルブを迂回して「ウェットリハーサル」に含まれる他のテストを完了しようとした。

日が沈むと、SLS は発射台で次のウェット リハーサルを待ちます |米航空宇宙局（NASA）

タイムラインは4月15日まで進み、NASAはSLSの3回目の「規模を縮小した」ウェットリハーサルを開始した。今回は始動がずっとスムーズになり、SLSのコアステージに液体水素推進剤が注入され始めました。このタイプのロケットにとって、還元剤となる液体水素は、密度が極めて低く、体積が大きく、温度が極めて低く、揮発しやすく、最もリスク要因が高いため、取り扱いが最も難しい部分です。

しかし、すぐに問題が発生しました。発射台の底から大量のロケット推進剤が漏れ始め、取り返しのつかない致命的な打撃となりました。大量の液体水素が空気中に入ると、すぐにガスに変わり、空気中に通常存在する酸素と結合して天然の超「爆弾」を形成するからです。危険が一度発生すれば、その結果は想像できます。 NASAは3回目のテストを中止せざるを得なかった。

さらに 10 日間にわたる徹底的な検査の後、エンジニアたちは他の潜在的な問題を発見し、最後の故障は完全に回復不可能であると全員一致で同意しました。この一連のウェットリハーサルは終了しなければなりませんでした。

4月26日、SLSは同じルートで最終組立工場に戻りました。

SLSロケットは一晩かけて最終組み立て工場に輸送されました。その背後では、明るく照らされたファルコン9ロケットが、新たな一団の宇宙飛行士を国際宇宙ステーションへ打ち上げる準備をしている。 |スティーブン・クラーク

「新鳩王」のロケット打ち上げが再び延期

こうした問題の発生は、新型ロケットの開発にはウェットリハーサルが極めて重要であることを示しています。潜在的なリスクを事前に検出し、起動時の壊滅的な結果を最小限に抑えることができます。

しかし、SLSロケットの初打ち上げは当初の計画通り今年5月に実施できないことは明らかだ。

NASAは5月5日の電話会議で、ロケット上段内部のバルブ故障の原因が特定されたと発表した。ゴムの破片が引っかかっていたが、破片の発生源はまだ調査が必要だった。

すべてが順調に進めば、SLSロケットは今月末までにLC-39B発射台に戻り、6月初旬に4回目の総合的な「ウェットリハーサル」試験を開始する予定だ。

次の「ウェット・リハーサル」が無事完了すれば、NASAはアルテミス計画の最初の打ち上げミッションの打ち上げ時刻を決定することになる。

SLS の初飛行は当初今年 5 月に予定されていましたが、打ち上げ時間は現在未定です。 | NASA/MSFC

最も盛り上がりそうなロケット打ち上げカウントダウンの裏には、エンジンのテスト、ロケット全体の設計、加工・製造、移送組立・輸送、発射場システムなど、サポートするリンクが多すぎる。何らかの欠陥が生じた場合、結果は完全な失敗となります。

国全体の努力を結集し、数十年と数百億ドルを費やし、月への帰還を必要とし、一回の打ち上げコストが極めて高く、有人ロケットであるNASAのキラーロケットであるSLSに関しては、極めて慎重にならなければなりません。

しかし、これは SLS の開発に注目していた多くの航空宇宙愛好家を失望させました。何十年もこのことに取り組んできたのに、ウェットリハーサルでさえ問題が起きるなんて？

結局のところ、SLS は破壊的な新しいロケット技術ではありません。これは基本的にスペースシャトルの「ロケット版」であり、40年にわたって続いている成熟したプロジェクトです。

見た目だけでも、SLS とスペースシャトルには明らかな世代継承があることがわかります。 |米航空宇宙局（NASA）

SLS の 4 つのコア エンジン RS-25D (およびアップグレード版の RS-25E) は、スペース シャトルの主エンジンです。優れた信頼性と再利用性を備えていることが長年実証されており、大きな問題が発生することはほとんどありません。これらは、人類の液体水素および液体酸素ロケットエンジン技術の限界です。当然コストは非常に高く、エンジン 1 基あたりのコストは約 1 億ドルです。スペースシャトルは飛行ごとに 3 つのエンジンを繰り返し使用しますが、SLS は振り返ることなく一度に 4 つのエンジンを使用します。

SLS のコア ステージは標準的な大型のオレンジ色のタンクで、非常に粘着性があり、塗装は一切施されておらず、断熱材の自然な色のみになっています。これはすぐに人々にスペースシャトルの大きなオレンジ色の缶を思い出させます。そうです、この二人は同じ家族です。

その中心となる推力は、スペースシャトルのブースターの改良版でもある2つの固体ブースターから得られます。重量725トン、推力1,600トンのブースター1基で、長征5号（離陸重量約870トン）を推進できる。それはまさに凶暴な怪物だ。

ということで、ウェットリハーサルはこんな感じになってしまい、本当に「濡れて」恥ずかしい思いをさせてしまいました。

比較しなければ害はない

さらに驚くべきことは、LC-39BでのSLSのウェットリハーサル中、隣のLC-39AではSpaceXのFalcon 9ロケットが直立しており、2つを同じフレームで撮影できたことだ。

SLS と Falcon 9 が同じフレームに収まっている、このシーンは非常にクラシックです |デイトニュース

写真のファルコン9ロケットは、5回目の打ち上げミッションと2回目の有人宇宙飛行を行っています。このミッション「Axiom-1」は、有人宇宙飛行の歴史上、国際宇宙ステーションへの初の純粋な民間有人宇宙ミッションでもあります。 4月8日のこのファルコン9の打ち上げから4月25日のアクシオム1の宇宙飛​​行士の無事な帰還まで、SLSは隣で静かに見守ってきました。

3回のウェットリハーサルがどれも成功しなかったため、とても静かでした。

さらに皮肉なことに、SLSが最終組み立てと試験の作業場に戻された直後の4月29日、回収されたファルコン9ロケットが6度目の打ち上げに成功し、53基のスターリンク衛星を宇宙に運び、ファルコン9ロケットの再打ち上げとしては最短記録となるわずか21日間を記録した。

ファルコン 9 が Axiom 1 を打ち上げ、その右側に SLS が静かに立っている |マックス・エヴァンス

輸送能力がはるかに劣るファルコン9とSLSを比較するのは公平ではないが、SpaceXのファルコン・ヘビーロケットが以前SLSから「エウロパ・クリッパー」の注文を奪ったというのは実に失礼なことだ。

NASAの新世代の旗艦木星探査ミッションであるエウロパ・クリッパーは、極めて高額な予算がかけられており、当初はSLSの高額な打ち上げコストにはそれほど敏感ではありませんでした。しかし、SLSの継続的な遅延と打ち上げ頻度の深刻な不足に耐えることはできませんでした。さらに重要なのは、ファルコン・ヘビーがあまりにも魅力的だということです。 SpaceXの入札額1億7800万ドルはSLSのほぼ10分の1だ。節約した10億ドル以上で何ができるでしょうか?

SLSと同レベルの低軌道能力を持つスターシップは、初飛行に向けて連邦航空局（FAA）による耐空証明書の発行を待っている。どちらが先に飛ぶかは、過去20年間で世界最強となるため、当然誰もがこの機会を利用したいと思うだろう。

SLSが再び失敗した今、報告書の発表を4回延期してきたFAAがスターシップをどれだけ長く阻止できるかはまだ分からない。

SLSが移送された3月18日、スターシップはすでに推進剤充填テストを実施していました。スペースX

SLS がそれほど信頼性が低いのなら、なぜ NASA は依然として研究開発にこれほど多くの労力を費やしているのかと、誰かが必ず尋ねるでしょう。それはまた別の話なので、別の記事で取り上げます。

つまり、それにもかかわらず、SLS は依然として最高の航空宇宙技術を表しており、ロッキード・マーティン、ボーイング、ノースロップ・グラマンの 3 大軍事大手の長期的な発展にとって極めて重要なのです。そして、SLSが成熟した後の次期バージョンに向けて、3つの大手企業は、新型上段、新型固体ブースター、新型複合材タンクなど、一連の最先端技術を実践することになる。これらは、SpaceXが負担できる技術ではない。

この記事は長さが限られているので、時間があるときに詳細についてお話しします。 Guokr は、SLS と Starship のテスト飛行の進捗にも引き続き注目していきますので、お楽しみに。

著者: スペースクラフト

編集者: スティード

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