NASAの巨大ロケット「SLS」、コア・ステージがついに完成

SLSのさらなる改良と、その未来

アルテミス計画はその後も続き、新しい飛行士が続々とゲートウェイ、そして月面へと送り込まれる予定となっている。ゲートウェイの建設や運用に日本が参加することが決定したため、日本人飛行士が月面に降り立つこともあるかもしれない。

ゲートウェイはさらに、有人火星探査に向けた前哨基地としても機能する。これまで人類は、「ミール」宇宙ステーションや国際宇宙ステーション(ISS)を通じて、約1年間の長期滞在を経験している。しかし、有人火星探査では往復におよそ3年もかかるため、ゲートウェイや月面に長期滞在し、人体への影響の評価や、必要な技術開発などを進める。

また、火星と往復するための宇宙船の試験もゲートウェイを利用して行われる予定で、月周辺での運用で問題がないことを確認したのち、火星へ向けて飛行する計画となっている。

さらに、木星の衛星で、内部に海があると考えられている「エウロパ」を探査する「エウロパ・クリッパー」の打ち上げにも使う予定がある。SLSの強力な打ち上げ能力を使えば、打ち上げからわずか3年で木星圏に到達できる。他の超大型ロケットでも打ち上げられないことはないが、その場合は金星をスイングバイする必要があることなどから、到着まで7年ほどかかるという。

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  打ち上げを待つSLSの想像図 (C) NASA

こうしたアルテミス計画などの進展と合わせ、SLSも進化する。アルテミス1～3で使用されるSLSは、正確には「SLS ブロック1」と呼ばれる、初期型の機体にあたる。この形態でも、月に飛行士や物資を送るのに支障はないが、より打ち上げ能力や安全性を高めた機体の開発が進んでいる。

ブロック1の次に開発される「SLS ブロック1B」では、主に2段目機体が変わる。ブロック1の2段目は、現在「デルタIV」で使っている2段目機体「Delta Cryogenic Second Stage (DCSS)」を改良した、「Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS)」という機体を使うが、ブロック1Bでは新開発の「Exploration Upper Stage (EUS)」という機体を使う。

EUSはICPSより大きく、エンジンが1基から4基に増えるなど、より大きな物資などを打ち上げることができるようになる。またICPSは、有人飛行のための安全装置や、マイクロメテオライト(宇宙塵)の衝突に備えたバンパーなどが必要最低限しか備わっていないものの、EUSでは初めからしっかり備わっている。そのため、月はもとより火星へ向けてオライオン宇宙船を送り込むことを考えるならば、EUSの完成は必須である。

EUSは当初、アルテミス2(当時の名前はExploration Mission-2)でデビューする予定だったが、開発が大幅に遅れ、その結果アルテミス3までICPSを使うことになったという経緯をもつ。今後もEUSの開発がどう進むかは注意深く見守る必要があろう。

さらにその次に計画されている「SLS ブロック2」では、コア・ステージの両脇にある固体ロケット・ブースターを改良し、さらに打ち上げ能力が向上する。まだ詳細は決まっていないものの、ノースロップ・グラマンはSRBを改良した新型固体ブースターを、またエアロジェット・ロケットダインは新型の液体ロケット・ブースターをそれぞれ提案している。

ブロック2のデビューは2020年代後半になる予定で、これが実現すればいよいよ有人火星探査の実現が視野に入ってくるだろう。

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  SLSの改良を表した図 (C) NASA/Boeing

SLSと民間ロケットの戦い

もっとも、SLSをめぐっては、つねにその存在意義を問う声があがっている。

とくに、イーロン・マスク氏率いる「スペースX」が開発している巨大ロケット「スターシップ/スーパー・ヘヴィ」は、SLSに匹敵する打ち上げ能力をもつ一方で、圧倒的にコストが安くなるとされ、もしその言葉どおり完成すれば、SLSの存在は大きく霞むことになるだろう。

また、ジェフ・ベゾス氏率いる「ブルー・オリジン」も、SLSクラスの巨大ロケット「ニュー・アームストロング」の開発計画をもっているとされる。

NASAなどSLSの支持者は、SLSの安全性と、計画の安定性の高さを主張する。つまり民間ロケットはまだ実績がなく、有人ロケットとしての信頼性が確立されておらず、またビジネスとして成立しないと判断されれば、開発中止や事業からの撤退もありうる。

しかしSLSは、有人宇宙船であるシャトルの遺産を使っており、また政権や議会からの支持がある限り、開発が続くことはほぼ保証されている(もっとも、SLSの開発が決まった背景には、スペース・シャトルの引退にともない雇用が失われるのを避けるという意味合いもあった。SLSにシャトル由来のタンクやエンジンが使われているところにもそれが表れている)。

ただ、NASAでは2000年代から、ISSへの物資や宇宙飛行士の輸送をスペースXなどの民間企業に委託する計画を進めており、すでに実績や成果が出始めている。その流れの先に、スターシップのような民間のロケットが、SLSに引導を渡す未来が待っていると想像することは、それほど難しくはない。

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  スペースXが開発中の「スターシップ」の想像図。SLSに匹敵する打ち上げ能力をもつ一方で、圧倒的にコストが安くなるとされ、もしその言葉どおり完成すれば、SLSの存在は大きく霞むことになるだろう (C) SpaceX

出典

・NASA, Public Mark Assembly of SLS Stage with Artemis Day | NASA
・America to the Moon 2024
・Test Like You Fly: What Is Green Run? | NASA
・“Green Run” Test Will Pave the Way for Successful NASA Moon Missions | NASA