米国の宇宙開発企業「スペースX」は1月18日(日本時間)に、地球観測衛星「ジェイソン3」を搭載した「ファルコン9」ロケットの打ち上げを、カリフォーニア州にあるヴァンデンバーグ空軍基地から実施する。

昨年末のファルコン9の打ち上げでは、ロケットの第1段機体を発射台にほど近い陸地に垂直着陸させることに成功したが、今回の打ち上げでは飛行経路の下の太平洋上に浮かべた船への着地に挑む。

打ち上げ日時は日本時間1月18日3時42分18秒(太平洋標準時1月17日10時42分18秒)に予定されている。すでに12日には、打ち上げ前の最終確認として行われる静的燃焼試験も終えており、打ち上げに向けた準備は順調に進んでいる。

ジェイソン3は米航空宇宙局(NASA)や米海洋大気庁(NOAA)、フランス国立宇宙研究センター(CNES)、欧州気象衛星機構(EUMETSAT)が共同で開発した衛星で、搭載しているレーダー高度計やマイクロ波放射計を使い、海面高度や波の高さ、大気中に含まれる水蒸気量などを観測することを目的としている。設計寿命は3年が予定されている。

米国とフランスの共同による衛星を使った海洋観測は、1992年に打ち上げられた「TOPEXポサイドン」に始まり、2001年の「ジェイソン1」、2008年の「ジェイソン2」と続いている。ジェイソン3はジェイソン2の後継機となる。なお、ジェイソン2の設計寿命も3年だが、約8年経った現在も動き続けており、2017年まで運用が続けられる見通しとなっている。

12日に行われた静的燃焼試験の様子 (C) SpaceX

今回打ち上げられる「ジェイソン3」の想像図 (C) NASA

今回はロケットを船で回収、陸への着陸との違いは

スペースXはロケットの打ち上げコストを大幅に引き下げることを目指し、数年前からロケットを再使用する研究や試験を続けている。そして昨年12月21日に、同社は打ち上げに使ったファルコン9ロケットの第1段機体を、発射台の近くの地上に、垂直に着陸することに成功した。同社によると、着陸後の機体には目立った損傷は見られず、再びエンジンに点火することも可能だという。

そして今回の打ち上げでは、打ち上げ場所であるヴァンデンバーグ空軍基地から南に約300kmの太平洋上に浮かべた、大きな甲板をもつ船の上に降ろすことを計画している。

ロケットを発射台の近くまで戻す場合、機体を上空で反転させ、さらにそれまで飛んできた飛行経路を戻るようにして飛ばさなければならない。発射台近くの陸上まで戻すことで、その後の機体の点検や整備がやりやすいという利点はあるものの、ロケットに必要な推進剤量が多くなるため、打ち上げ能力が下がってしまう、あるいは打ち上げる衛星の質量や目標軌道などの関係でミッションによっては回収する余裕がなくなる、という欠点もある。

そこで同社では、陸上回収と並行して、分離後のロケットが落下する先の海上に船を用意し、その上にロケットを降ろす構想も進めている。船で回収したあとは、そのまま船で陸にある基地まで戻すか、あるいは船の上で、ロケットの点検、整備を行い、衛星を搭載して再打ち上げを行うという計画だ。これにより、陸まで戻る分の推進剤が不要になるため、ロケットの打ち上げ能力をそれほど落とすことなく運用ができ、また回収できるミッションの幅が広がることになる。

しかし、船の上に降ろす場合、波や海流の影響で船が安定していないことや、海上は風も強いこともあり、陸上に降ろすよりロケットの制御が難しい。

同社はすでに、無人で海上の指定した場所にとどまり続けることができるドローン船(Autonomous Spaceport Drone Ship)の「指示をよく読め」号と、「もちろんいまもきみを愛している」号を建造し、2015年の1月と4月の打ち上げで回収試験も行っているが、2回とも船の上までたどり着くことはできたものの、甲板に接地した後に倒れて破壊されるなどし、完全な成功には至っていない。

船での回収試験は今回で3度目となるが、前回の打ち上げで陸上への着陸に成功していることもあり、今回の成功への期待が高まっている。

2015年12月21日に成功した「ファルコン9」ロケットの着陸の瞬間 (C) SpaceX

ファルコン9が海上の船に降りる際の飛行経路を示した図 (C) SpaceX

ファルコン9が降り立つ予定のドローン船「もちろんいまもきみを愛している」号 (C) SpaceX

2015年4月14日に実施された船での回収試験を空撮したもの。船の真上まで戻ってくることはできた。 (C) SpaceX

2015年4月14日に実施された船での回収試験の、船の側から撮影したもの。このあとロケットは甲板に接地はしたものの、倒れて爆発、破壊されてしまった。 (C)SpaceX

参考

・"Full-duration static fire complete at our California pad. Preliminary data looks good in advance of Jason-3 launch. https://t.co/sBi5hdkcef"
　https://twitter.com/SpaceX/status/686740078387843073
・"Aiming to launch this weekend and (hopefully) land on our droneship. Ship landings needed for high velocity missions https://t.co/n6j0mExAqM" 　https://twitter.com/elonmusk/status/686743696469954560
・Offshore barge landing targeted after next Falcon 9 launch | Spaceflight Now
　http://spaceflightnow.com/2016/01/11/offshore-barge-landing-targeted-after-next-falcon-9-launch/
・SpaceX To Land at Sea after Launching Jason-3 - SpaceNews.com
　http://spacenews.com/spacex-to-land-at-sea-after-launching-jason-3/
・OET Special Temporary Authority Report
　https://apps.fcc.gov/oetcf/els/reports/STA_Print.cfm?mode=initial&application_seq=69074&RequestTimeout=1000