🐼１段目再使用の定着と２段目再使用の悪夢 ― 2022年05月04日 08:10
１段目再使用の定着と２段目再使用の悪夢
ロケットラボのエレクトロンが、１段目の再使用に挑戦中だ。
（RocketLabが宇宙から落下する1トンのブースターを捕まえる）
https://arstechnica.com/science/2022/05/rocket-lab-catches-a-1-ton-booster-falling-back-from-space/
「ヘリコプターのパイロットが車両に誘発された負荷がシミュレーションで予測されたものの外にあると感じる前に、それはまさに月曜日に起こったことです。そこで彼らはロケットを投棄し、海上で回収しました。」
パラシュートで落下している１段目を、ヘリが捕まえたことは捕まえたんだが、想定外の荷重が掛ったことから、意図的に落としたようだ。
一応、海上では回収されている。
「ベック氏は、実際のデータが手元にあれば、次の電子回収の試みのためにこの問題を解決することは「取るに足らない」はずだと述べた。ヘリコプターは約5トンを持ち上げることができ、第1段階の質量は約1トンであると彼は言いました。」
「私たちはシミュレートされた質量とシミュレートされた軌道を実行してきました」と彼は言いました。「これで実際のデータが得られました。初めて全員の安全のためにすべてに厳しい制限を課しました。これは非常に迅速に修正されます。」
次回以降に期待というところだな。
記事でも触れられているけど、ロケットラボは現在ニュートロンという次世代ロケットを開発中だ。
（米企業ロケット・ラボ、独創的な新型再使用ロケット「ニュートロン」を発表）
https://news.mynavi.jp/techplus/article/20211220-2233861/
「低軌道に8tという打ち上げ能力は、エレクトロンと比べると約25倍も大きい。その一方で、現在世界で最も多く打ち上げられている米国スペースXの大型ロケット「ファルコン9」と比べると約半分の能力しかない。」
使い捨てにすれば、１５トンまで行けると言われているようだ。
ファルコン９とそん色ない。
１０回程度の再使用を想定しているそうだから、賞味期限切れのやつをストックしておいて、最後の使い捨てにすればいいかもな。
２段目をフェアリングの中に入れて、宇宙空間に最適化させるというのはいいアイデアだ。
ちなみに、２段目は回収されない。
ファルコンも、当初は２段目の回収を狙っていたようだが、結局断念した経緯がある。
その宿題は、スターシップに持ち越された。
で、例のネコ着地になるわけだが、軌道高度と軌道速度から帰還したわけではない。
カプセルをパラシュートで降ろすか、スペースシャトルのような滑空体を着陸させる以外に、宇宙空間に出た機体を改修した事例はない。
ＩＣＢＭなどの弾道弾は、軌道高度には達しているけど軌道速度には達していないからな。
２段目の回収を、大気減速とパワードランディングで行おうとしているスターシップの取り組みは前代未聞なわけだ。
有人で行うなら、ＨＬＳみたいに、大気もなく重力も小さい月で行うか、両方が小さい火星でやった方がいいかも知れない。
さもなければ、巨大な２段目のペイロードにカプセルを仕込んでおいて、軌道上でそれを吐き出してから着陸に挑戦すべきだろう。
もちろん、そのカプセルは断熱圧縮の高温に耐えるアブレーション冷却が施され、コンサバなパラシュートを開傘して着陸する（着水でもいいですが）。
その後で、スターシップの２段目が大気減速で燃え尽きようと、スペースシャトルコロンビアのようにバラバラに分解しようが、ネコ着地に失敗して墜落激突爆発炎上木っ端微塵になろうと、知ったことではない。
そういうのは、１０年くらいじっくりと時間をかけて開発してもらいたい。
貨物便とかなら、失敗しても贖いが付くけど、有人はそうはいかないからな。
ＨＬＳは、その意味では極めてリスキーだ。
最初から有人を前提として開発される。
いくら、真空で燃え尽きる心配がないとはいえ、また、重力が小さく制御しやすいとはいえ、のっけから人間乗せて着陸させるわけだからな（無人テストも予定されているようですが）。
これを成功させるためには、まずは、地球から打ち上げるところから始める必要があり、さらには地球軌道上で給油する必要もある。
２段目としては、ＨＬＳ仕様とタンカー仕様が必要なわけだ。
タンカー仕様は、可能なら再使用出来た方が効率的だが、まあ、激突してぶっ壊れても贖いはつく。
月面着陸は、多くても年１回程度しか行われないだろうから、それ程の負担にはならないだろう。
１段目のブースターは、何としても回収したいところだ（ラプター２を４０機くらい付けてるからな）。
ＨＬＳの無人月面着陸は、当初、来年予定されていた。
んなもん、出来るわけないじゃないの・・・。
アルテミスが延期されて、一番嬉しいのはＳ社かも知れない。
ジェフベゾスは、なんで訴訟取り下げちまったのかな。
できっこないと見切って、棚ぼたでナショナルチームの復帰に賭けているのかも知れない（浮沈子的には、確率は低くないと見ている）。
比較的簡単といわれるＨＬＳだって、未解決の要素技術は山のようにある。
アポロ計画の二番煎じに過ぎないアルテミスだって、これ程苦労しているわけだからな。
ＳＬＳなんて、部品まで流用しているにも拘らず、まだ、１ｍｍも飛んでいない。
スターシップが実現しようとしている２段目の回収は困難を極めるだろう。
悪夢だな・・・。
しかし、これに成功すれば、人類は新たな地平に到達することが出来るかもしれない。
高頻度大質量の打ち上げを安価に行う手段を得ることになる。
ニューグレンは、その後を追っている。
真似っこ饅頭な２段目のコンセプトは笑えるが、エンジンはオリジナルなＢＥ－２を開発中だ。
１段目の回収はおそらく実現するだろうが、２段目は分からない。
２段目は使い捨てでスタートするのが無難だろう。
将来的には、バルカンのエンジン部分（エンジンはＢＥ－４）を、エレクトロンのように、パラシュートで回収するというアイデアもあった（既に過去形？）。
バルカンに２基搭載されるエンジンの重量は不明だが、現在アトラスＶに搭載されているＲＤー１８０の乾燥重量は１基掛けで5,480kgだから、２基掛けでも１０トン未満だろう。
それを、ヘリコで回収するというのが現実的かどうかは、エレクトロンを見ればわかる。
せいぜい１トン程度の回収に苦労しているわけだ。
ヘビーリフターとしてのヘリコプターは、ミル Mi-10（１５トン）などがあるから、吊り上げ重量的には問題ないかも知れないが、空中キャッチとなると、話は別物だろうからな。
ペイロードの安定性などについても工夫が必要だろう。
再使用という話では、中国や欧州でも具体的な話が始まろうとしているようだ。
もちろん、１段目だけ。
我が国は、欧州と共同で実証確認のための実験機を開発しようとしているが、Ｈ３の次世代機で着手できるかどうかは未定だ（たぶんムリポ）。
ローコスト技術に特化したＨ３のエンジンは、再使用には向かないかもしれない（未確認）。
燃焼室とか、すぐ穴が開いちゃうからな。
タービンも安物だし・・・。
まあいい。
我が国の宇宙開発（打ち上げロケットは特に）は、大体、世界の２周遅れだから、２０４０年代くらいになれば、重い腰を上げて再使用ロケットの開発に取り掛かる可能性はある。
ロケットラボは、２０５０年のロケットはどうあるべきかを考えてニュートロンを設計している。
最短での打ち上げは２０２４年ということだが、当のピーターベックを含めて、それを信じる者は誰もいない。
１段目とフェアリングの回収（そもそも分離しない）に特化し、ソフィスティケートした異形のロケットだが、２０５０年には当たり前のスタイルになっている可能性がある。
素材についても、説得力があるしな（ロケットに於いて、軽さは正義だ！）。
Ｓ社は、スターシップが宇宙開発における重量の壁を取っ払ったと豪語しているけど、それはロケットの開発に成功したらの話だ。
また、宇宙開発のアプリケーションによっては、ペイロード重量１００トン程度では全く足りない。
１段目の回収程度でヒーヒー言っているようでは情けないな・・・。
＜さらに追加＞ーーーーーーーーーー
浮沈子が見ているいくつかのサイトでえれくとろんの１段目の回収が報じられている（アルステクニカの記事は引用した）。
（Rocket Labは、打ち上げに成功した後、空中でブースターを短時間キャッチします）
https://spaceflightnow.com/2022/05/03/rocket-lab-briefly-catches-booster-in-mid-air-after-successful-launch/
「Rocket Labは月曜日の回復ですべての目標を達成しませんでしたが、操作全体は実験でした。ベック氏によると、NASAの今後のミッションには復旧の試みが含まれないため、同社は数か月以内にブースターを捕まえることを再び試みるとのことです。」
（Rocket Labは、最初の試行でヘリコプターでエレクトロンブースターを簡単にキャッチします）
https://www.teslarati.com/rocket-lab-helicopter-catches-rocket-booster-first-try/
「いくつかの注意点を除いて、ヘリコプターを使用して、最初の試みで空中からエレクトロンロケットのブースターを捕らえることに成功しました。」
どこも、今回の回収を好意的に評価している。
小さいロケットに寛容なのは、洋の東西を問わないようだな。
浮沈子の見立ては厳しい。
事前のシミュレーションや、自由落下試験に不備があって、完全に捕獲運搬できなかったわけだからな。
「Electronブースターの回復はFalcon9のフェアリングの回復により近くなります。」
言われてみれば、確かにその通りだ（エリックラルフは、いいところを突いているなあ・・・）。
「半分あたり約1トン（〜2200 lb）の重さ、またはエレクトロンロケットブースター全体とほぼ同じ重さで、各フェアリングの半分は主に、地球の大気に受動的に再突入しながら、コールドガススラスタで姿勢を制御します。次に、フェアリングの半分はGPS誘導パラフォイルを展開し、待機中の船によって水から釣り上げられる前に、海面にそっと飛び散ります。」
逆に、フェアリングをヘリコでキャッチしようというのはないんだろうか？。
まあ、あっちは、既に一度海に落としてから回収する手順を確立しているからな。
エンジンが海水に浸かるのとはわけが違うし。
「簡単に言えば、液体ロケットブースター、特に液体ロケットエンジンを塩水に浸した後、それらを確実かつ手頃な価格で再利用することは非常に困難です。」
まあ、そうだろうな。
「同社は空中からブースターを捕まえることに成功しましたが、安全のために最終的な権限を持っているパイロットは、エレクトロンをフックした後のテストでは見られない異常な動作を観察し、ブースターを早期に解放することを選択しました。」
「海水への暴露はほぼ確実に完全に再利用することを不可能にするでしょう。この試みを完全な成功と呼ぶには、ヘリコプターはブースターを回収船の甲板に降ろし、入浴を完全に回避する必要がありました。」
同感だな。
キャッチには成功したが、ボールはグローブからポロリとこぼれたわけだ。
まあいい。
次回のチャレンジは年内に行われるようだから、それに期待することにしよう・・・。
ロケットラボのエレクトロンが、１段目の再使用に挑戦中だ。
（RocketLabが宇宙から落下する1トンのブースターを捕まえる）
https://arstechnica.com/science/2022/05/rocket-lab-catches-a-1-ton-booster-falling-back-from-space/
「ヘリコプターのパイロットが車両に誘発された負荷がシミュレーションで予測されたものの外にあると感じる前に、それはまさに月曜日に起こったことです。そこで彼らはロケットを投棄し、海上で回収しました。」
パラシュートで落下している１段目を、ヘリが捕まえたことは捕まえたんだが、想定外の荷重が掛ったことから、意図的に落としたようだ。
一応、海上では回収されている。
「ベック氏は、実際のデータが手元にあれば、次の電子回収の試みのためにこの問題を解決することは「取るに足らない」はずだと述べた。ヘリコプターは約5トンを持ち上げることができ、第1段階の質量は約1トンであると彼は言いました。」
「私たちはシミュレートされた質量とシミュレートされた軌道を実行してきました」と彼は言いました。「これで実際のデータが得られました。初めて全員の安全のためにすべてに厳しい制限を課しました。これは非常に迅速に修正されます。」
次回以降に期待というところだな。
記事でも触れられているけど、ロケットラボは現在ニュートロンという次世代ロケットを開発中だ。
（米企業ロケット・ラボ、独創的な新型再使用ロケット「ニュートロン」を発表）
https://news.mynavi.jp/techplus/article/20211220-2233861/
「低軌道に8tという打ち上げ能力は、エレクトロンと比べると約25倍も大きい。その一方で、現在世界で最も多く打ち上げられている米国スペースXの大型ロケット「ファルコン9」と比べると約半分の能力しかない。」
使い捨てにすれば、１５トンまで行けると言われているようだ。
ファルコン９とそん色ない。
１０回程度の再使用を想定しているそうだから、賞味期限切れのやつをストックしておいて、最後の使い捨てにすればいいかもな。
２段目をフェアリングの中に入れて、宇宙空間に最適化させるというのはいいアイデアだ。
ちなみに、２段目は回収されない。
ファルコンも、当初は２段目の回収を狙っていたようだが、結局断念した経緯がある。
その宿題は、スターシップに持ち越された。
で、例のネコ着地になるわけだが、軌道高度と軌道速度から帰還したわけではない。
カプセルをパラシュートで降ろすか、スペースシャトルのような滑空体を着陸させる以外に、宇宙空間に出た機体を改修した事例はない。
ＩＣＢＭなどの弾道弾は、軌道高度には達しているけど軌道速度には達していないからな。
２段目の回収を、大気減速とパワードランディングで行おうとしているスターシップの取り組みは前代未聞なわけだ。
有人で行うなら、ＨＬＳみたいに、大気もなく重力も小さい月で行うか、両方が小さい火星でやった方がいいかも知れない。
さもなければ、巨大な２段目のペイロードにカプセルを仕込んでおいて、軌道上でそれを吐き出してから着陸に挑戦すべきだろう。
もちろん、そのカプセルは断熱圧縮の高温に耐えるアブレーション冷却が施され、コンサバなパラシュートを開傘して着陸する（着水でもいいですが）。
その後で、スターシップの２段目が大気減速で燃え尽きようと、スペースシャトルコロンビアのようにバラバラに分解しようが、ネコ着地に失敗して墜落激突爆発炎上木っ端微塵になろうと、知ったことではない。
そういうのは、１０年くらいじっくりと時間をかけて開発してもらいたい。
貨物便とかなら、失敗しても贖いが付くけど、有人はそうはいかないからな。
ＨＬＳは、その意味では極めてリスキーだ。
最初から有人を前提として開発される。
いくら、真空で燃え尽きる心配がないとはいえ、また、重力が小さく制御しやすいとはいえ、のっけから人間乗せて着陸させるわけだからな（無人テストも予定されているようですが）。
これを成功させるためには、まずは、地球から打ち上げるところから始める必要があり、さらには地球軌道上で給油する必要もある。
２段目としては、ＨＬＳ仕様とタンカー仕様が必要なわけだ。
タンカー仕様は、可能なら再使用出来た方が効率的だが、まあ、激突してぶっ壊れても贖いはつく。
月面着陸は、多くても年１回程度しか行われないだろうから、それ程の負担にはならないだろう。
１段目のブースターは、何としても回収したいところだ（ラプター２を４０機くらい付けてるからな）。
ＨＬＳの無人月面着陸は、当初、来年予定されていた。
んなもん、出来るわけないじゃないの・・・。
アルテミスが延期されて、一番嬉しいのはＳ社かも知れない。
ジェフベゾスは、なんで訴訟取り下げちまったのかな。
できっこないと見切って、棚ぼたでナショナルチームの復帰に賭けているのかも知れない（浮沈子的には、確率は低くないと見ている）。
比較的簡単といわれるＨＬＳだって、未解決の要素技術は山のようにある。
アポロ計画の二番煎じに過ぎないアルテミスだって、これ程苦労しているわけだからな。
ＳＬＳなんて、部品まで流用しているにも拘らず、まだ、１ｍｍも飛んでいない。
スターシップが実現しようとしている２段目の回収は困難を極めるだろう。
悪夢だな・・・。
しかし、これに成功すれば、人類は新たな地平に到達することが出来るかもしれない。
高頻度大質量の打ち上げを安価に行う手段を得ることになる。
ニューグレンは、その後を追っている。
真似っこ饅頭な２段目のコンセプトは笑えるが、エンジンはオリジナルなＢＥ－２を開発中だ。
１段目の回収はおそらく実現するだろうが、２段目は分からない。
２段目は使い捨てでスタートするのが無難だろう。
将来的には、バルカンのエンジン部分（エンジンはＢＥ－４）を、エレクトロンのように、パラシュートで回収するというアイデアもあった（既に過去形？）。
バルカンに２基搭載されるエンジンの重量は不明だが、現在アトラスＶに搭載されているＲＤー１８０の乾燥重量は１基掛けで5,480kgだから、２基掛けでも１０トン未満だろう。
それを、ヘリコで回収するというのが現実的かどうかは、エレクトロンを見ればわかる。
せいぜい１トン程度の回収に苦労しているわけだ。
ヘビーリフターとしてのヘリコプターは、ミル Mi-10（１５トン）などがあるから、吊り上げ重量的には問題ないかも知れないが、空中キャッチとなると、話は別物だろうからな。
ペイロードの安定性などについても工夫が必要だろう。
再使用という話では、中国や欧州でも具体的な話が始まろうとしているようだ。
もちろん、１段目だけ。
我が国は、欧州と共同で実証確認のための実験機を開発しようとしているが、Ｈ３の次世代機で着手できるかどうかは未定だ（たぶんムリポ）。
ローコスト技術に特化したＨ３のエンジンは、再使用には向かないかもしれない（未確認）。
燃焼室とか、すぐ穴が開いちゃうからな。
タービンも安物だし・・・。
まあいい。
我が国の宇宙開発（打ち上げロケットは特に）は、大体、世界の２周遅れだから、２０４０年代くらいになれば、重い腰を上げて再使用ロケットの開発に取り掛かる可能性はある。
ロケットラボは、２０５０年のロケットはどうあるべきかを考えてニュートロンを設計している。
最短での打ち上げは２０２４年ということだが、当のピーターベックを含めて、それを信じる者は誰もいない。
１段目とフェアリングの回収（そもそも分離しない）に特化し、ソフィスティケートした異形のロケットだが、２０５０年には当たり前のスタイルになっている可能性がある。
素材についても、説得力があるしな（ロケットに於いて、軽さは正義だ！）。
Ｓ社は、スターシップが宇宙開発における重量の壁を取っ払ったと豪語しているけど、それはロケットの開発に成功したらの話だ。
また、宇宙開発のアプリケーションによっては、ペイロード重量１００トン程度では全く足りない。
１段目の回収程度でヒーヒー言っているようでは情けないな・・・。
＜さらに追加＞ーーーーーーーーーー
浮沈子が見ているいくつかのサイトでえれくとろんの１段目の回収が報じられている（アルステクニカの記事は引用した）。
（Rocket Labは、打ち上げに成功した後、空中でブースターを短時間キャッチします）
https://spaceflightnow.com/2022/05/03/rocket-lab-briefly-catches-booster-in-mid-air-after-successful-launch/
「Rocket Labは月曜日の回復ですべての目標を達成しませんでしたが、操作全体は実験でした。ベック氏によると、NASAの今後のミッションには復旧の試みが含まれないため、同社は数か月以内にブースターを捕まえることを再び試みるとのことです。」
（Rocket Labは、最初の試行でヘリコプターでエレクトロンブースターを簡単にキャッチします）
https://www.teslarati.com/rocket-lab-helicopter-catches-rocket-booster-first-try/
「いくつかの注意点を除いて、ヘリコプターを使用して、最初の試みで空中からエレクトロンロケットのブースターを捕らえることに成功しました。」
どこも、今回の回収を好意的に評価している。
小さいロケットに寛容なのは、洋の東西を問わないようだな。
浮沈子の見立ては厳しい。
事前のシミュレーションや、自由落下試験に不備があって、完全に捕獲運搬できなかったわけだからな。
「Electronブースターの回復はFalcon9のフェアリングの回復により近くなります。」
言われてみれば、確かにその通りだ（エリックラルフは、いいところを突いているなあ・・・）。
「半分あたり約1トン（〜2200 lb）の重さ、またはエレクトロンロケットブースター全体とほぼ同じ重さで、各フェアリングの半分は主に、地球の大気に受動的に再突入しながら、コールドガススラスタで姿勢を制御します。次に、フェアリングの半分はGPS誘導パラフォイルを展開し、待機中の船によって水から釣り上げられる前に、海面にそっと飛び散ります。」
逆に、フェアリングをヘリコでキャッチしようというのはないんだろうか？。
まあ、あっちは、既に一度海に落としてから回収する手順を確立しているからな。
エンジンが海水に浸かるのとはわけが違うし。
「簡単に言えば、液体ロケットブースター、特に液体ロケットエンジンを塩水に浸した後、それらを確実かつ手頃な価格で再利用することは非常に困難です。」
まあ、そうだろうな。
「同社は空中からブースターを捕まえることに成功しましたが、安全のために最終的な権限を持っているパイロットは、エレクトロンをフックした後のテストでは見られない異常な動作を観察し、ブースターを早期に解放することを選択しました。」
「海水への暴露はほぼ確実に完全に再利用することを不可能にするでしょう。この試みを完全な成功と呼ぶには、ヘリコプターはブースターを回収船の甲板に降ろし、入浴を完全に回避する必要がありました。」
同感だな。
キャッチには成功したが、ボールはグローブからポロリとこぼれたわけだ。
まあいい。
次回のチャレンジは年内に行われるようだから、それに期待することにしよう・・・。
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