NASAが深宇宙向けハードウェアを選定 — いよいよ楽しみな部分だ

NASAの職員は誰も公に認めないだろうが、2010年代は有人宇宙飛行にとって苛立たしい10年間だった。

2011年にスペースシャトルが退役した後、ほとんどの人が知っているように、NASAは宇宙飛行士を宇宙に送る手段を失いました。しかし、不満はさらに深みにありました。NASAは低地球軌道への打ち上げに奔走する一方で、宇宙飛行士をさらに遠く、月や火星といった深宇宙へと送り込むという任務も負っていました。そのため、NASAはそこに到達するための「能力」の開発に永遠に費やしてきたように見え、傍観者たちはNASAが空回りしているように感じることが多かったのです。NASAの職員は月や火星への行き方について頻繁に話していましたが、彼らが実際に行ったのは、ただ話すことだけでした。

しかし今、状況は変わり始めています。まだ初期段階ではありますが、NASAでは、輸送手段、つまり目的地への「行き方」よりも、宇宙飛行士が目的地に到着した後に何をするかに重点を置くべきだという意見が高まっています。輸送手段が整うにつれて、NASAは実際の探査について考えることができるようになるからです。

「こうした重要な能力の基盤を築き始めていることに、とても興奮しています」と、NASAで有人探査を率いるエンジニア、キャシー・リーダーズ氏は述べた。「これはもはや夢ではありません。非常に具体的なステップを踏んでいるのです。」

日曜日の朝、SpaceX社のクルードラゴン宇宙船がメキシコ湾に無事着水し、4名の宇宙飛行士を地球に帰還させ、NASAの新たな輸送システムによる低軌道への初の運用ミッションを完了しました。これにより、NASAは宇宙飛行士の国際宇宙ステーションでの活動内容や、次世代の商業宇宙ステーション建設を目指す企業への最適な支援方法について、より綿密な計画を立てることができるようになります。

さらに、NASAは深宇宙においても大きな進歩を遂げています。10年、そして数百億ドルを費やしてオリオン宇宙船とスペース・ローンチ・システム（SLS）ロケットを開発した後、これらの宇宙船は2022年初頭に試験飛行を行う予定です。そして4月には、リーダース氏が主導し、有人月面着陸を目指してスペースXのスターシップ宇宙船の改修を同社に委託しました。

この着陸機選定には、2つの顕著な意味合いがある。1つ目は、最終的なハードウェア選定が決定したことで、NASAは月面、そして最終的には火星での達成に向けて、事業の方向性を転換できるということだ。そして、SpaceXを選択した2つ目の成果は、NASAが2024年の着陸を目標に掲げると同時に、夢見る月探査愛好家でさえ夢見ることのできない月探査計画を策定するための予算を確保できたことだ。

交通手段はこれで決まり

NASAは1960年代、ソ連に先んじて人類の月面着陸を実現するため、アポロ計画（大型サターンVロケット、アポロカプセル、そして月着陸船）を開発しました。この計画は成功を収めたものの、コスト面で持続可能ではありませんでした。1970年代、NASAは再利用可能で手頃な価格の宇宙へのアクセスを提供するために、スペースシャトルを設計・製造しました。この点において、シャトル計画は成功と失敗が入り混じったものでした。大型のオービターは多用途の乗り物であることが証明されましたが、飛行と維持に非常に高額な費用がかかり、1回のミッションあたり平均10億ドル以上を要しました。

2003年、スペースシャトル・コロンビア号の事故後、NASAとワシントンD.C.の宇宙政策決定者たちは、今後の展望について真剣に検討し始めました。ホワイトハウスと議会からは明確な方向性が示されました。NASAは、持続可能な方法で有人月探査、そして最終的には火星探査を行う計画を策定すべきです。これは、技術的にも財政的にも大きな課題です。NASAの有人宇宙計画で、これほどまでに倹約的な計画はこれまでありませんでした。

人類を再び深宇宙へ送り出すという使命の下、NASAは2000年代初頭から輸送システムの研究と、新たな宇宙飛行用ハードウェアの開発契約締結に取り組んできました。これらの取り組みはついに実を結びつつあります。SpaceXとBoeingは、「商業乗組員」プログラムにおける固定価格契約を通じて、宇宙飛行士を地球低軌道へ送り込む予定です。月についても、NASAは独自の基本構造を有しています。オリオンとスペース・ローンチ・システム（SLS）ロケットは宇宙飛行士を月周回軌道へ送り込み、スターシップは彼らを月に着陸させます。

注目すべきは、スターシップを選択することで、NASAは地球表面から月まで宇宙飛行士を輸送するための冗長性のある打ち上げシステムを獲得できる可能性があることです。SpaceXは、地球から人類を打ち上げるために、スターシップとそのスーパーヘビーロケットを設計しています。

もちろん、疑問は残る。商業有人宇宙船プログラムはまだ始まったばかりで、ボーイングはスターライナー宇宙船の実現可能性を証明しなければならない。深宇宙に関しては、オリオン、SLS、スターシップの契約企業は開発計画を実行し、宇宙船を飛行させなければならない。しかし、NASAが議会、国際的なパートナー、そして一般市民に対し、NASAが前進していることを伝えられることは意義深い。輸送手段は探査への不可欠な第一歩かもしれないが、それが目標ではない。

輸送手段の問題を解決して初めて、到着後に何をすべきかについて有意義な議論を交わすことができます。今こそ、宇宙コミュニティがそのような議論を行うべき時です。私たちができることの可能性は、非常に魅力的です。

スターシップの節約

NASAは4月16日、有人着陸システムの契約先としてSpaceX社を選定し、スターシップの開発費、無人実証試験1回、そして早ければ2024年に実施予定の有人着陸1回のために28億9000万ドルを同社に支給した。これは驚くべき金額と言えるだろう。

3日後、NASAの監察官は、今回の初着陸までのNASAの有人着陸システムの費用を含む報告書を発表しました。報告書では、NASAが着陸船の開発と初の有人着陸に173億ドルを費やすと見積もられています。つまり、SpaceXへの固定価格契約により、NASAはアルテミス着陸の予測費用を140億ドル以上削減できたのです。これは実質的に、NASAが議会から数十億ドルもの年間予算を新たに得ることなく、既存の予算内で月面計画を遂行できることを意味します。

このコスト削減は、スターシップの潜在的なメリットの一つに過ぎません。もう一つは、月への貨物輸送能力において比類のない能力です。物理学者ケイシー・ハンドマー氏の推計によると、地球低軌道で燃料補給後、貨物のみを積載する完全再利用可能なスターシップ（つまり、月まで飛行し、ペイロードを降ろして地球に帰還する）は、50トン以上の貨物を月面に運ぶことができます。また、月面に着陸してそのまま留まる使い捨てのスターシップは、200トン以上の貨物を月面に運ぶことができます。

なんと200トン！これがどれだけの貨物なのか想像しにくいなら、アポロ計画で使用された月着陸船を思い浮かべてみてください。貨物専用の「トラック」型の場合、この船は約5トンの貨物を月面に運ぶことができると推定されていました。つまり、スターシップは1回のミッションで、その40倍以上の物資を月面に運ぶ能力があることになります。

これは、月面での開発を考える科学者やエンジニア（そして「月探査ロードマップ」のような報告書を発表する人々）が、これまで夢見てきたことのはずです。「これこそが持続可能性の鍵なのです」と、ロードマップの著者の一人であり、ノートルダム大学の月科学者であるクライヴ・ニール氏は説明します。

リスト画像: NASA