SpaceX、次回のStarship第14回飛行で初の上段キャッチへ　マスク氏が精度基準クリアを報告

SpaceXは、次回のStarship第14回飛行（Flight 14）において、史上初となる上段機体（Ship）の発射塔でのキャッチに挑む見通しだ。イーロン・マスクCEOが前回の飛行データから、キャッチに必要な着水精度を満たしていたことを明らかにした。実現すれば完全再利用化に向けた大きな一歩となるが、機体をテキサス州の開発拠点「Starbase」へ帰還させるためには、Starship初の完全な軌道飛行を成功させる必要がある。打ち上げは早ければ8月下旬から9月上旬と見込まれているが、前回のブースター着水時の不具合への対応など未確定な要素も残されている。

■精度データが唯一の関門だった

飛行後のデータレビューが6日間にわたり行われ、木曜日（7月30日）に終了した。SpaceXのイーロン・マスクCEOは、7月24日のShip 40の着水が、発射塔「Mechazilla（メカジラ）」の箸型アームでキャッチできるほど位置的に正確であったと投稿し、着陸がキャッチ可能な状態であったことを確認した。「機体の着陸は正確であり、これはタワーのアームでキャッチできたであろうことを意味する」と述べている。この評価により、陸上でのキャッチ試行前にSpaceXが設定していた技術的な関門がクリアされ、Booster 21とShip 41を組み合わせた次回のStarshipミッション「Flight 14」への道が開かれた。

Flight 14が試みるのは、宇宙飛行史上前例のない「軌道クラスの上段機体を発射塔の機械式アームでキャッチする」という挑戦だ。SpaceXは2024年10月13日の初のブースターキャッチ成功以来、MechazillaのアームでSuper Heavyブースターを複数回キャッチしてきた。しかし、Starship上段のキャッチは根本的に異なる課題であり、過去13回のStarshipテスト飛行が意図的に避けてきた「地球を完全に一周する」という条件が求められる。

マスク氏はFlight 13のインド洋着水から数時間後の7月25日、「ミッションデータのレビュー後に問題が発見されない限り」タワーでの機体キャッチを試みると条件付きの公約を発表していた。その投稿から木曜日の確認までの6日間、SpaceXのエンジニアはShip 40のテレメトリ、熱センサーのログ、推進性能の指標を分析し、機体の最終的な姿勢と位置がMechazillaのアームが要求する許容範囲を満たしているかを判断していた。

結果として、条件は満たされていた。水平のベリーフロップ（腹ばい）再突入姿勢から垂直降下へと機体を移行させるShip 40の「フリップ＆バーン」マニューバは、アームのインターフェースウィンドウ内に収まる位置で機体を停止させた。着水後の映像では、エンジン停止まで機体がほぼ完璧な垂直姿勢を維持していることがすでに示されていたが、今回のデータレビューにより、位置精度がタワーキャッチの要件を満たしていたことが確認された。

NASASpaceFlightの報道によると、米連邦航空局（FAA）はFlight 13の事故調査を要求しない方針を示しており、Booster 19がメキシコ湾にハードランディングした後にFlight 12を52日間地上に留め置いたような規制上の休止期間は回避された。

■ブースターキャッチよりもはるかに困難な理由

Starship上段のキャッチは、Super Heavyブースターのキャッチとはスケール以上の面で大きく異なる。ブースターの帰還の旅は約7分間だ。ホットステージング（分離）後、反転してブーストバック燃焼を行い進路を逆転させ、Starbaseに向かって滑空し、比較的低い高度から着陸燃焼を行って降下する。対照的に、上段機体（Ship）は軌道速度近くに達するまで上昇と外向きの飛行を続ける。その後、マッハ25以上での再突入に耐え、機体の周囲にプラズマの鞘を発生させながら、タワーでのフリップ＆バーンマニューバを実行しなければならない。Super Heavyとは異なり、Shipは軌道速度に近い速度で突入するため、機体、アクチュエーター、キャッチピンにはるかに高い熱的および空力的ストレスがかかる。

許容誤差の計算も質的に異なる。海面は無限のエネルギー吸収源として機能するため、海洋着水ではキロメートル単位の位置誤差が許容される。しかしタワーキャッチでは、機体がMechazillaのアームの横方向および縦方向の速度ベクトルと一致する必要があり、エンジニアがミリメートル単位の精度と表現するほどの正確さが求められる。機体はほぼ完璧に垂直に到着し、アームの間を通過する瞬間に速度が正確にゼロになり、その後、機体のフォワードフラップ下にある荷重支持ポイントをアームが閉じて支えなければならない。ある技術分析では、この制約を「降下は完璧に垂直でなければならず、機体がタワーのアームの間を通過する正確な瞬間に速度がゼロになり、その後、前部フラップの荷重ポイントで支持されなければならない。エラーの余地はない」と端的に表現している。

このキャッチを試みるには、着陸燃焼中にブースターが直面する以上のリアルタイムのガイダンス補正も必要となる。Ship 40の再突入は、更新された着陸フラップの作動システムとガイダンスアルゴリズムがこれらの条件下でどのように機能するかについて、初の完全なデータセットを提供した。

■単なるキャッチ試行ではない、初の軌道飛行

これまでのStarshipのテスト飛行はすべてサブオービタル（弾道）軌道を飛行していた。機体は弧を描いて上昇し、再び降下してインド洋に着水した。このプロファイルは意図的な安全上の選択だった。惰性飛行中に問題が発生したサブオービタル機は、いずれにせよ水上に再突入する。しかし、軌道に到達した後に軌道離脱（デオービット）できなくなった場合、全長52メートル、幅9メートルのステンレス鋼製の機体には、安全な着陸ゾーンが保証されない。

Starbaseでのタワーキャッチは、その選択肢を排除する。MechazillaがShip 41を捕捉するためには、機体はサブオービタルの最高点から弧を描いて戻るのではなく、地球を一周して東からStarbaseに帰還する軌道軌道から到着しなければならない。つまり、Flight 14はSpaceXがStarshipを軌道に投入し、必要な燃焼を完了させ、キャッチタワーに到着するタイミングで軌道離脱を試みる初めての機会となる。NASASpaceFlightは、Flight 14が「機体を完全な軌道軌道に乗せ、必要な燃焼を完了し、Starlink V3衛星を展開した後、すべてが順調で機体とタワーが健全であれば、Ship 41のキャッチを試みる可能性がある」と指摘している。

この「Starship初の軌道飛行」というマイルストーンだけでも、キャッチの試みとは独立して重要な意味を持つ。7月23日に発表された米政府説明責任局（GAO）の報告書は、SpaceXがスケジュールから遅れていると指摘し、Artemis（アルテミス）計画の有人着陸システムプログラムにおける「主要イベントの当初のスケジュールから1年以上遅れている」とし、Raptorエンジンの開発を最大のリスクとして挙げた。NASAのArtemisアーキテクチャでは、推進剤の移送や月への接近といったその後のマイルストーンを実証する前に、Starshipがまず軌道に到達することが求められている。

■Booster 21はキャッチか着水か

Flight 13でのブースターの不完全なパフォーマンスは、Flight 14の計画に未解決の疑問をもたらしている。NASASpaceFlightの詳細な報告によると、Super Heavy Booster 20はブーストバック燃焼を正常に完了し、高推力部分では33基のRaptorエンジンすべてが点火した。しかし、着陸燃焼は不十分だった。初期燃焼の対象となった13基のセンターエンジンのうち、10基しか点火せず、さらに2基が停止したため、機体が高速でメキシコ湾に激突する前に稼働していたのは5基のみだった。

SpaceXは現在、Flight 14でのBooster 21の回収プロファイルをどのように構成するかを決定する前に、Booster 20の着陸燃焼エンジンの故障原因を分析している。同社は、着陸燃焼の失敗の根本原因が理解され修正されるまで、タワーキャッチではなく、Booster 21を制御された海洋着水に向かわせることを選択する可能性がある。同じ飛行でブースターのキャッチと機体（Ship）のキャッチの両方を試みることは、すでに前例のないミッションのリスクプロファイルをさらに複合させることになる。StarbaseでのShipキャッチのための拡張された着陸ゾーンプロファイルに対するFAAの承認は別途必要であり、ハードウェアの準備と並行して進められている。

■Ship 41とBooster 21のハードウェア準備状況

Flight 14の機体は、並行して飛行準備に向けて進められている。Ship 41は2026年6月30日に2回の極低温耐圧試験を完了し、7月21日の週にRaptorエンジンの搭載を開始した。Ship 40の準備スケジュールを参考にすると、単発エンジンの静燃焼試験はエンジン搭載から約20日後に行われるとみられる。NASASpaceFlightの分析によれば、Ship 41の静燃焼試験は8月中旬から下旬にかけて実施される見込みだが、SpaceXがエンジン構成を最終決定する前にShip 40からの追加の飛行データを待つ場合、スケジュールはさらに延びる可能性がある。

Booster 21は7月18日から20日にかけて独自の極低温耐圧試験を完了し、現在はStarbaseのMega Bay 1に待機して静燃焼試験キャンペーンを待っている。Booster 20の打ち上げ前のスケジュールを参考に、NASASpaceFlightはFlight 14スタックの飛行準備が8月末までに整うと推定しており、両機体の静燃焼試験で大きな問題が発生しなければ、8月下旬または9月上旬の打ち上げウィンドウが現実的となる。

SpaceXの社長兼COOであるグウィン・ショットウェル氏はCNBCに対し、同社が月1回のStarship飛行ペースを目標としていると語った。Flight 13は7月24日に打ち上げられており、Flight 14の8月打ち上げはこの目標と一致する。ただし、実際の打ち上げウィンドウは、ハードウェアの準備状況、ブースターの構成決定、およびFAAのゾーン承認に左右される。

■完全再利用性が経済的基盤である理由

マスク氏は10年以上にわたり、両段の再利用性をSpaceXの中核的な野望の経済的基盤として位置づけてきた。その理由は単純だ。完全に再利用可能なStarshipは、いずれの段の交換用ハードウェアも製造することなく、1飛行あたりのコストを推進剤と運用費のみに削減する。Super Heavyブースターのキャッチと再飛行は、すでに第1段においてそのモデルを実証している。これをより高価で複雑なコンポーネントである上段に拡張すれば、原理的にはStarlink V3コンステレーション、Artemisのタンカーミッション、そして最終的には月や火星へのミッションにおける軌道へのキログラムあたりのコストを劇的に引き下げることができる。

Starlinkは2026年第1四半期だけで約32億6000万ドル（約5248億円、1ドル=161円換算）の収益を上げ、SpaceXの四半期総収益の約69%を占めた。V3衛星の経済的に実行可能な展開にはFalcon 9ではなくStarshipが必要であり、SpaceXの750億ドル（約12兆750億円、1ドル=161円換算）のIPO投資家が期待したStarlinkの収益成長は、上段の完全再利用性が可能にする飛行ペースをStarshipが達成できるかどうかに直接依存している。

木曜日の発表の前日に3人の元NASAエンジニアが強調した熱シールドの制約は、依然として現実的な課題だ。SpaceXのDragonカプセルで使用されているPICAアブレーション熱シールドの共同発明者であるダン・ラスキー氏は、現在のタイルベースのシステムは「完全かつ迅速な再利用性を必要とするすべてのミッションにとって行き止まりである」と述べている。TechTimesが報じたところによると、タイルごとの検査はビジネスモデルが要求する迅速なターンアラウンドのペースに圧縮できないためだという。この構造的な課題は、Flight 14がShip 41をキャッチできるかどうかとは別の問題だが、キャッチ自体が実証された後の次の技術的フロンティアとなる。

■注目ポイントQ&A

●「キャッチできる精度だった」とは具体的にどういう意味ですか？

Mechazillaの箸型アームは、機体の前部フラップ下にある荷重支持ポイントで機体をキャッチします。キャッチを成功させるには、機体がほぼ完璧に垂直な状態で、厳しい位置の許容範囲内に到着し、アームの間を通過する瞬間に速度がゼロにならなければなりません。Ship 40のテレメトリデータのレビューでは、着陸燃焼完了時の機体の実際の姿勢、位置、速度がこれらの要求閾値と比較されました。木曜日のマスク氏の確認は、Ship 40がタワーのキャッチウィンドウ内に収まっていたことを意味し、フリップ＆バーンのガイダンスアルゴリズムと着陸フラップの作動システムが、次回の飛行で陸上でのマニューバを試みるのに十分成熟していることを裏付けています。

●なぜShipのキャッチには、以前のブースターキャッチでは不要だった軌道飛行が必要なのですか？

Super Heavyはサブオービタル（弾道）の弧を描いてStarbaseに戻ります。上昇し、ブーストバックして、まっすぐ降下します。一方、Shipは分離後、軌道速度近くまで加速を続けます。インド洋に弧を描いて降下するのではなくStarbaseに戻るには、完全な軌道軌道で地球を一周しなければなりません。過去13回のStarshipテスト飛行はすべて、安全対策としてサブオービタルプロファイルを使用していました。飛行中に問題が発生したサブオービタル機は水上に再突入するためです。Flight 14でShipのキャッチを試みる場合、それはStarshipとして初めて軌道に到達するミッションとなります。

●Flight 14ではBooster 21もキャッチされますか？

必ずしもそうとは限りません。Flight 13ではBooster 20の着陸燃焼が部分的に失敗し、13基のセンターエンジンのうち10基が点火、さらに2基が停止して、ブースターは高速でメキシコ湾に激突しました。SpaceXのエンジニアは、Booster 21のキャッチ試行を決定する前に、この失敗の原因を分析しています。根本原因が理解され修正されればブースターキャッチの可能性は残りますが、そうでない場合、SpaceXはBooster 21を海洋着水させ、Shipのキャッチのみを追求する可能性があります。これは異例のリスクプロファイルですが、データが裏付ける場合にマイルストーンを順次進めるというSpaceXのパターンには合致しています。

●Flight 14はいつ打ち上げられる可能性がありますか？

NASASpaceFlightが記録したハードウェアのスケジュールに基づくと、Booster 21は2026年8月末までに飛行準備が整う可能性があり、Ship 41も静燃焼試験を待って同様の軌道に乗っています。SpaceXは月1回のStarship打ち上げペースを目標としており、スケジュール通りに進めばFlight 14は8月に行われることになります。Shipキャッチに必要な拡張着陸ゾーンプロファイルのFAA承認も並行して進められており、遅延リスクとして公には指摘されていません。正式な打ち上げ目標は発表されていませんが、8月下旬から9月上旬のウィンドウが現在の最有力な推定です。

元記事: Starship Ship Catch Cleared: Flight 14 to Attempt First Orbital Return to Tower