SpaceXの超大型スターシップロケットが新記録を樹立、金属3Dプリント技術がエンジンプロトタイプ設計の複数回の反復を支援

SpaceXの超大型スターシップロケットが新記録を樹立、金属3Dプリント技術がエンジンプロトタイプ設計の複数回の反復を支援
2024年10月14日、南極ベアは、米国の航空宇宙企業スペースXのスターシップロケットの5回目の飛行試験が10月13日日曜日午前7時頃に予定通り実施され、大成功を収めたことを知った。わずか5回の試験飛行で、スペースXは史上最大かつ最強の宇宙船を開発することができた。スターシップ宇宙船を低軌道に打ち上げ、SF風のメカジラシステムと「箸」を使って、着陸時にその巨大な第1段をキャッチした。

今年8月、SpaceXは同社初の第3世代Raptor 3(海面バージョン)ロケットエンジンの出荷を発表しました。このニュースは、Raptor 3エンジンが正式に量産段階に入ったことも示しています。マスク氏:SpaceXは世界最先端の金属3Dプリント技術を持っており、Raptor 3ロケットエンジンは大幅にアップグレードされ、推力は280トンに達しました - 南極熊3Dプリントネットワーク - プラットフォーム(nanjixiong.com)。わずか2か月で、SpaceXはスターシップロケットの5回目の打ち上げを完了しました。特に、今回の「箸でロケットを挟む」着陸・回収方式は、人類の認識を一新しました。
△ラプターシリーズ1~3世代エンジン比較
SpaceX は金属 AM 技術の主要ユーザーであり、AM を使用してプロトタイプを迅速かつコスト効率よく反復する能力がなければ、これはどれも不可能でした。残念ながら、積層造形の導入を促進するのに十分な SpaceX はありません。それにもかかわらず、航空宇宙企業は依然として積層造形の最大のユーザーの一つであり、大規模かつ急速に成長する世界的ビジネスを推進しています。 VAST、Rocket Lab、UrsaMajor、Relativity、Beehive などの先駆的な宇宙企業はいずれも積層造形を多用していますが、SpaceX ほどの規模ではありません。航空やドローンの分野でも、積層造形技術の熱心なユーザーが数多く存在します。
SpaceX Starshipの4回目の飛行も大成功でした。打ち上げが完全に成功した後、ブースターはメキシコ湾で最初の軟着陸を行い、スターシップはインド洋に着陸噴射と着水を行う前に大気圏への再突入に成功しました。

スターシップの5回目の飛行テストは、完全かつ迅速な再利用に向けた新たな一歩です。主な目標は、発射場への最初の帰還とスーパーヘビーブースターの捕捉、そしてインド洋へのスターシップの正確な着水を目指したスターシップの再突入と着陸噴射です。
この飛行テストは、スーパーヘビー、スターシップ、スターベースの発射および受信タワーのインフラストラクチャに対する大規模なハードウェアとソフトウェアのアップグレードに続くものです。 SpaceXのエンジニアは、ブースターの受信試行の準備に何年も費やし、ブースターの受信試行のテストに何か月も費やし、技術者は成功の可能性を最大限に高めるためにインフラの構築に何万時間も費やしています。スターファクトリーの最近の見学中に、マスク氏はYouTuberのEveryDayAstronautに対し、打ち上げのたびにロケットのハードウェアに何千もの変更が加えられると語った。最後の打ち上げがほんの数か月前に行われたことを考慮すると、これには非常に高速な製造能力が必要です。

スーパーヘビーブースターが帰還して回収を試みる前に、何千もの異なる車両と発射台の基準を満たす必要があり、そのためにはブースターと発射台のシステムが適切に機能し、ミッション飛行ディレクターからの手動コマンドが必要です。ブースターのバーンバックが完了する前にこのコマンドが発行されない場合、または自動ヘルスチェックによってスーパーヘビーロケットまたは発射塔の状態が許容できないことが示された場合、ブースターはデフォルトで着陸バーンとメキシコ湾へのソフト着水を伴う軌道に設定されます。帰還したブースターは超音速から減速し、着陸地点の周辺地域で聞こえるほどのソニックブームを引き起こした。
スターシップの飛行軌道は前回の試験飛行と同様、インド洋に着水した。この飛行経路では再突入時に軌道離脱噴射を必要とせず、公共の安全を最大限に確保しながら、Starship の制御された再突入と軟水面着陸を達成するという SpaceX の主な目標を達成する機会を提供します。たとえ墜落しなかったとしても、海に着陸すれば、エンジンを含むスターシップの多くの部品を犠牲にしなければならないことになる。これはまた、SpaceX が複数のエンジンを迅速かつコスト効率よく製造できなければならないことを意味します。一部の単純な部品はダイキャストや CNC コンポーネントから調達できますが、複雑な部品やサブアセンブリはすべて 3D プリントする必要があります。単純にそれを回避する方法はありません。スターファクトリーのフロアにあるブースターの数の多さから判断すると、積層造形された部品が多数使用されていることがわかります。

スターシップが飛行前に受けた重要なアップグレードは、熱シールドの完全なオーバーホールであり、SpaceX の技術者は 12,000 時間以上を費やして、熱保護システム全体を新世代の熱シールド、バックアップのアブレーション層、フラップ構造間の追加保護に交換しました。この大規模な取り組みは、宇宙船の運用や再突入・着陸燃焼ソフトウェアのアップデートとともに、前回の飛行を改善し、スターシップがインド洋の目標地域に軟着陸できるようにすることを目的としている。
各飛行では前回の飛行の経験を基に、ハードウェアのテストやスターシップのあらゆる側面の運用改善が行われており、同社は現在、スターシップの完全かつ迅速な再利用可能な設計の基礎となる基本技術を実証する寸前です。 SpaceX は、飛行環境でハードウェアを継続的に改良し、それを可能な限り安全かつ頻繁に実行することで、Starship を急速にオンライン化し、人類の宇宙旅行能力に革命をもたらしています。
スペースX

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