「火星植民」のための超大型宇宙船
世の中には実現しない計画が数多くありますが、スペースXやテスラを率いるイーロン・マスクが目指す「火星入植」計画は、その実現に向けて着実に進行されています。8月4日に米テキサス州で行われた超大型宇宙船「スターシップ」の初テストフライトの成功は、「その日」が数年後に近づいていることを示唆しています。ここでは近年におけるスターシップの開発経緯をご紹介し、ハイペースで進められる打ち上げ試験の驚くべき仕組みを見ていきます。
人類が火星へ行く手がかりとなる宇宙船がこのスターシップです。写真は、2019年9月に発表されたプロトモデル「Mk1」。ひと昔前のマンガに描かれたようなシルエットをしており、カーボンではなく、ステンレスでできています。
スターシップが搭載するエンジンがこの「ラプター」です。1基あたりの推力は、NASA(アメリカ航空宇宙局)のアポロ宇宙船 を打ち上げた過去最大のロケット「サターンV」の「F-1」エンジンの約29%、スペースシャトルが搭載した「SSME」エンジンの88%。スターシップはこのラプター・エンジンを6基搭載する予定です。
残念ながら先述のプロトモデルMk1は地上での圧力テストの最中に爆発しましたが、今年8月4日には、少々簡素化された同じくプロトタイプのSN5が初テストフライトに成功しています。これはラプター・エンジンを1基だけ搭載したテスト用モデルですが、上空150mまで上昇しました。
【スターシップの試験飛行(8月4日)】
宇宙船「スターシップ」+史上最大かつ最強のロケット
しかし、このスターシップは、いわば「宇宙船」の部分でしかありません。つまり、ヒトや荷物を搭載するペイロード(積載物)の部分であり、その下部にはこれを軌道まで打ち上げる「スーパーヘビー」という、過去最大かつ最強パワーを持つロケットが接続されます。
下イラストのいちばん右は、宇宙船「スターシップ」と超大型ロケット「スーパーヘビー」が一体となった姿であり、それが史上最大のローンチ・システムであることを示しています。そしてこのシステム全体の総称も「スターシップ」とされています。
完成すれば史上最大となるスーパーヘビーは、ラプター・エンジンをなんと37基搭載する予定です。つまり、軌道まで上げるための推力は、スペースシャトルの総推力が3172万ニュートン、サターンVが3455万ニュートンであるのに対し、スーパーヘビーはそれ単体で7400万ニュートンものパワーを持つことになるのです。
月や火星への離着陸が可能
打ち上げ用ロケットであるスーパーヘビーがエンジンを37基も搭載するのは、ペイロードを地球周回軌道まで運ぶためですが、宇宙船スターシップが強力なエンジンを6基搭載するのは、宇宙船自体のパワーで月や火星へ向かう軌道に乗るためです。また、そうした天体に軟着陸して再度上昇するためで、さらには地球への帰還時に、地上に垂直着陸するためでもあります。下記の映像をご覧いただければ、スターシップの運用シークエンスが理解できます。
スペースXは、ペイロード切り離し後にロケットブースターや第一段ロケットをエンジン噴射によって地上に垂直着陸させ、再利用できるよう設計しています。
【スターシップのCGアニメーション】
「スターシップ」の基本スペック
▼宇宙船「スターシップ」+ロケット「スーパーヘビー」
全高 / 120m 直径 / 9m
▼宇宙船「スターシップ」
全高 / 50m 直径 / 9m
低軌道への積載能力 / 100トン、容積1100立方m
▼ロケット「スーパーヘビー」
全高 / 70m 直径 / 9m