ミサイル回収の成功はなぜ人類にとって重要な前進なのでしょうか?

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スーパーヘビーブースターの回収の瞬間。（動画：SpaceX）

スペースXは10月13日午前8時25分（東部標準時）、南テキサスのスターベースから高さ400フィートのスターシップロケットを5回目に打ち上げ、着陸に成功した後、スーパーヘビーの第1段を回収した。

打ち上げから約7分後、スペースXのスーパーヘビーブースターは、メカジラ発射タワーが金属アームで支える中、メカジラ発射タワーの近くに正確に着陸した。

「これはエンジニアリングにとって歴史的な日です」と、カリフォルニア州ホーソーンの本社で、スペースXの従業員たちが大歓声を上げる中、ライブ解説でスペースXのエンジニアリング品質システムマネージャー、ケイト・タイス氏は述べた。「信じられない！最初の試みで、スーパーヘビーブースターを発射塔に再び固定することに成功したのです。」

メカジラアームがスーパーヘビーブースターを捕捉するシーン。（写真：SpaceX）

高さ71メートルのスーパーヘビーブースターが地球から65キロの高度で分離すると、ロケットの上段は高度約145キロまで上昇を続け、時速2万7000キロのスピードで地球を周回した後、予定通りインド洋に着陸した。

着陸前に、ブースター段はラプターエンジン3基を再点火し、降下速度を落とし、メカジラ発射塔に向かって回転する。そこでブースター段は「箸」と呼ばれる機械のアームで固定される。

スペースX社のテスト成功は、人類や科学機器、貨物を月や火星まで輸送するための完全に再利用可能なロケットを開発するという同社の目標の一環である。

SpaceXは、人類の月や火星への移住をはじめとする探査の実現を支援するため、スターシップを開発しています。この宇宙船は、完全に再利用可能で高速設計となっています（スーパーヘビーブースターを発射台に着陸させ、飛行間隔を短縮する計画からもそれが分かります）。同社とイーロン・マスク氏によると、この性能とスターシップの比類なきパワーが相まって、宇宙飛行に革命をもたらす可能性があるとのことです。

NASAもこの宇宙船の性能を高く評価しており、アルテミス計画における月探査のための最初の有人着陸機として選定しました。計画通りに進めば、スターシップは2026年9月に打ち上げ予定のアルテミス3号ミッションで、NASAの宇宙飛行士を初めて地球の衛星へと運ぶことになります。

再利用可能なロケットはなぜ重要なのでしょうか?

ロケット打ち上げの費用は、搭載物、目的地、使用するロケットの種類など、様々な要因によって大きく異なります。近年では、平均的な打ち上げ費用は数千万ドルから数億ドルの範囲となっています。

SpaceXのFalcon 9ロケットの打ち上げ費用は1回あたり約6,200万ドルと宣伝されていますが、Falcon Heavyのような大型ロケットは1回あたり9,000万ドル以上かかる場合があります。NASAは、スペース・ローンチ・システム（SLS）の打ち上げ費用が1回あたり20億ドルを超える可能性があると見積もっています。

一定の高度と速度に達すると、宇宙船はブースターロケットを切り離し、重量を減らして地球の重力から脱出します。（イラスト：SpaceX）

宇宙技術は進歩し続けていますが、今日の最大の課題の一つは宇宙飛行コストの削減です。ロケットの設計、製造、保守、そして試験を経て打ち上げに成功するには、莫大な労力と資材が必要です。

現在、宇宙船はロケットブースターによって打ち上げられています。一定の高度と速度に達するたびに、燃料と推力が尽きたブースターは徐々に切り離され、地球に落下します。これにより重量が軽減されます。これらのブースターは当然再利用できません。大気圏再突入の過程で摩擦が生じ、大量の熱が発生し、深刻な損傷を引き起こすからです。

使い捨てミッション用のロケットを従来の方法で製造すると、これらのコストが増加し、打ち上げ頻度と規模が縮小し、廃棄物が発生します。民間航空機を例に考えてみましょう。もし毎回の飛行ごとに新しい航空機を製造しなければならないとしたら、航空旅行は非常に高額になってしまいます。そのため、再利用可能なロケットは経済性と生産性に革命をもたらすでしょう。

従来の使い捨てロケットとは異なり、スターシップなどの再利用可能なロケットは、複数回回収して打ち上げられるように設計されています。

これらのミサイルは次のような機能を使用します。

推進剤着陸: ロケットの第 1 段は自力で地球に戻り、エンジンを使用して降下速度を遅くしながら垂直に着陸します。

モジュール設計: ロケットのコンポーネントは、飛行の合間に簡単に分解して修理できるように設計されています。

熱シールド技術: 再使用型ロケットでは、再突入時に保護するために高度な熱シールド材料を使用できます。

高度な製造: 再利用可能なロケットでは、複数回の打ち上げに耐える耐久性を確保するために、高度な製造材料が使用されることが多いです。

再使用型ロケットの経済的メリットは計り知れません。従来のロケットと比較して、再使用型ロケットを使用すると最大65%のコスト削減が可能です。このモデルは、衛星の展開、国際宇宙ステーション（ISS）への補給ミッション、月や火星へのミッションといったミッションのコスト削減を期待できます。

再利用可能な打ち上げロケットは、コスト削減に加え、宇宙探査へのより持続可能なアプローチにも貢献します。廃棄されるロケット部品の数を減らすことで、深刻化する環境問題である宇宙ゴミの削減にもつながります。

さらに、再利用可能なロケットは使い捨てロケットよりも燃料の使用量が少ないため、環境にも優しいです。

クォーツ（出典：ガーディアン、NSTXL）

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