How NASA's new megarocket stacks up against its legendary Apollo predecessor

いつNASA1969 年 7 月に巨大なロケットを月に向けて発射すると、地球の住人はデパートのテレビ、セントラル パークの巨大スクリーン、そして東京とパリのリビング ルームで、高さ 363 フィートの巨大なこの巨大な物体を鑑賞しました。現在でも、これはこれまでに飛行に成功した最も強力なロケットです。

このロケット、サターン V は、スクールバス 4 台分の重量月へ。宇宙飛行士を送り込んだのは、白亜質の月面6つの異なる時間。そして、アメリカ初の宇宙ステーション、スカイラブを地球周回軌道に運びました。

半世紀後の現在、NASAは打ち上げの直前に月への新しい強力なメガロケットは、航空宇宙産業が「超重量物打ち上げロケット」と呼ぶクラスのロケットです。実際、このロケット、スペース・ローンチ・システム（SLS）は、これまでに打ち上げられた最も強力なロケットとしてサターンVに取って代わられる予定です。空間。しかし、それは「より良い」ロケットではありません。これは、これまでとは異なる、前例のないことを行うように設計されています。つまり、NASAはSLSが月面での恒久的な存在を確立するために必要な資源と人材を輸送し、おそらく宇宙飛行士を火星に飛ばすことを意図している。

NASAのSLSロケットの主任技術者、ジョン・ブレビンズ氏は「素晴らしいピックアップトラックだ。作ってよかった。もう飛ぶ準備はできている」とマッシャブルに語った。

（2022年11月14日追記：その後今年は複数回の遅れが発生, NASAは、11月16日水曜日午前1時4分（東部標準時間）にアルテミスIと呼ばれる初ミッションでSLSロケットの打ち上げを試みる。歴史的なイベントはライブストリーミングされます。）

月への帰還は、将来の人類による深宇宙探査にとって極めて重要です。探査に差し迫った問題は、脆弱な人体が宇宙放射線や孤立などにどのように耐えられるかということだ。月へのミッションは、人々の安全を守る方法と、人を寄せ付けない過酷な世界での生存を確保する方法を NASA に知らせることになります。宇宙飛行士は月の影のクレーターから水の氷を採取しなければならない可能性が高い。

フロリダ工科大学の航空宇宙工学助教授、ポーラ・ド・ヴァーレ・ペレイラ氏は「これらはロケットに乗せて火星に送る前に重要な教訓となる」とマッシャブルに語った。

サターンVを復活させてみませんか？

後NASAの伝説的なアポロ計画が終了、宇宙機関はもはや巨大な月ロケットを必要としませんでした。その代わりにNASAは、国際宇宙ステーション、そして宇宙飛行士とインフラを地表約400マイルの地球の軌道に運ぶスペースシャトルを建造しました。

しかしNASAは再び目を向けた10年代の人類による深宇宙探査、そして彼らはサターンVロケットを再構築するか、アポロ時代の一体型ロケット部品を使用することを検討しました。もちろん、サターン V はすでに証明されています。それはすでに仕事を終えていました。

「私たちはそれを復活させることを検討しました」とNASAのブレビンズ氏は語った。

しかし、サターン V を再構築するには、もう存在しない技術とロケット材料を何十年も遡る必要がありました。 NASAとその請負業者は、部品とプロセスを復活させる必要があるだろう。そのため、政府機関はサターン V 計画をすべて廃止しました。 「そのまま先に進んだ方が良かった」とブレビンズ氏は語った。

その代わりに、政府機関は、スペースシャトルの実証済みの重要なコンポーネント、特にエンジンを使用して SLS を設計しました。結局のところ、NASA のエンジニアはこれらのエンジンを他のエンジンよりもよく理解しています。そして、それらは非常に強力です。

SLS は単なる 1 つのロケットではありません

サターン V は、NASA の宇宙飛行士を誰も殺さずに月に安全に送り届けること、という全体的な主要な使命を持った単一ロケット設計でした。

ただし、SLS は 6 つの異なるミッションに合わせて 6 つの異なる方法で再構成できます。たとえば、ロケットは宇宙飛行士を月に運ぶこともあります。またある時は、自動車の部品などの貨物を運ぶこともあります。月面基地、月面へ。

「私たちはロケットの艦隊に似ています」とブレビンズ氏は説明した。 「SLS はプラットフォームです。サターン V はターゲットを絞ったミッションでした。」

さまざまな SLS 構成は、「コア ステージ」と呼ばれる高さ 212 フィートのオレンジ色の中央ロケット ブースターを中心に設計されています。車の背骨です。ロケットの大部分は巨大な燃料タンクで構成されており、SLS も例外ではありません。その素晴らしいアルミニウムコアステージ4 台のスペースシャトル エンジンに燃料を供給し、537,000 ガロンの液体水素と 196,000 ガロンの液体酸素を貯蔵しています。

オレンジ色のロケットステージは、燃料が使い果たされるまで 8 分以上にわたって点火されます。それまでに、その役割は完了しているでしょう。オリオン宇宙船であれ他の積荷であれ、貴重な積荷を宇宙に吹き飛ばしたことになるだろう。

しかし、SLS を地球外に押し出す重要な要素はそれだけではありません。

2つの強力なブースター

サターン V とは異なり、SLS にはバックボーンの側面に 2 つのロケット ブースターが取り付けられています。これらは固体燃料化合物を使用するため「固体ロケットブースター」と呼ばれ、SLS に大気中への強力な推進力を与えます。

NASA はシャトルの設計からこれらのブースターを作成しました。しかし、SLS ではさらに大きくなります。これらの 17 階建てのロケットは、シャトルのロケットよりも 25 パーセント多くの燃料を搭載しており、SLS が大気圏を通過する最初の数分間に、SLS の推力、つまり地球を押す力の 75 パーセントを提供します。

「私たちは（ブースターを）最大限に活用します」とブレビンズ氏は語った。 「これらはこれまでに作られた最大の固体ブースターです。」

SLS はコアステージと 2 つのブースターの間で 880 万ポンドの推力を生成します。これはサターン V よりも 15% 多い推力です。これにより、NASA は月に向かう貨物や宇宙船を地球の軌道を超えて大量に送ることができるようになります。月へ向かう途中。

航空宇宙技術者のド・ヴァレ・ペレイラ氏は、「これまでに宇宙に送られたどのロケットよりもはるかに推力が大きい」と語った。

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SLS が再利用できない理由

現代のロケットの世界では、再利用が流行っている。

それには正当な理由があります。高価なエンジンとハードウェアを再起動すると多額の資金が節約され、宇宙飛行が大幅に安くなる。しかし、SLSは、スペースXのファルコン9のように宇宙に打ち上げた後に着陸するロケットとは異なり、使い捨てロケット（サターンVなど）だ。すでに最初の 4 つの SLS が起動されていますが、NASA監察官の落胆に、1回の旅行で41億ドルと非常に高すぎます。再利用可能なロケットは、NASAの有人宇宙飛行計画をより持続可能なものにする可能性がある。

しかし、ブレビンズ氏は、使い捨てロケットであるSLSは、月に戻るこの特定のミッションに適したロケットであると強調した。

「私は再利用性が好きです」とブレビンズ氏は言います。 (そして、NASA が再利用可能なスペースシャトルを製造したと彼は指摘しました。なんと135回もの有人飛行を行った.) しかし、今日の主な目標は、NASA が月面に存在感を確立し、乗組員を安全に帰還できることを証明することだと彼は言いました。同氏は、地球の軌道に衛星やミッションを絶えず打ち上げているSpaceXのような企業にとって、再利用性は重要なビジネスケースであると強調した。一方、SLSは最初の10年ほどは年に1回程度しか飛行しない。こうした希少な月ミッションで再利用可能性を生み出すには、巨大ロケットを着陸させるための船など、より多くのインフラを構築し維持する必要があり、さらに多くの燃料を運ぶ必要がある構造と重量を追加したブースター（着陸装置など）を構築することを意味します。ブレビンズ氏は、こうした限られたアルテミスのミッションにとって、このような再利用可能な作戦を構築することは経済的に意味がないと述べた。しかし、NASAが年に6回か7回の月探査飛行を行っていたとしたら、「それなら当然だ」と彼は付け加えた。

そしておそらくそれが未来です。

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結局のところ、SLS は確かに問題のある商業契約とコスト超過に悩まされているは、ブレビンズ氏がこの仕事に適していると言っているロケットです。改良された Saturn V ではありません。再利用可能な SLS ではありません。 （ただし、SpaceX の Starship はまだ開発段階にありますが、再利用可能なロケット ブースターを備えています。月面着陸宇宙船を打ち上げるアルテミスミッション用です。)

「私たちは機械に恋をします。そして私たちがすべきことは、ミッションに恋をすることです」とブレビンズ氏は語った。

さらに、SLS には、スペースシャトル エンジンのような実証済みのテクノロジーという利点もあります。もちろん、それは次世代技術ではありませんが、信頼性が高く、十分に理解されているロケット技術です。これは、特に燃料が満載された巨大な塔の上で生活している場合には大きな利点があります。

「SLSにはシャトルミッションで証明されたコンポーネントがたくさんあります」とヴァレ・ペレイラ氏は説明した。 「それは私に物事が爆発しないという自信を与えてくれます。」

「物事がうまくいかない可能性は比較的低いです」と彼女は付け加えた。

NASAのSLSロケットの初打ち上げは、2022年11月16日予定。ロケットは無人のオリオン宇宙船を月まで推進し、そこで一周してから地球に帰還します。

NASA が再起動した有人探査計画は、主にこの実験にかかっています。月に戻る旅は途方もない偉業です。

「まだ難しいよ」とド・ヴァーレ・ペレイラは語った。