アルテミスの狂気
(idlewords.com)- NASAの Artemis 3 は2026年末の米国宇宙飛行士による月面着陸を目標としているが、Apollo 17 より少ない科学的成果のために、SLS/Orion、HLS、NRHO、Gateway が絡み合う、はるかに高価で複雑な構成を採用している
- SLS は1段目の推力では Saturn V を上回るが、月へ送れる質量は27トンで、Saturn V の49トンより小さい。これは Orion の重量と推進性能の制約、そして低い月周回軌道ではなく NRHO を選ぶことにつながっている
- NRHO は SLS/Orion の限界に合わせた軌道だが、着陸・帰還時間が長くなり、中止(abort)シナリオが複雑化するため、Apollo より安全余裕が小さくなる
- Gateway は Artemis 3 の着陸には不要と判断されたが、その後のミッションでは組み立て対象として残され、国際パートナーと埋没費用を通じてプログラムの継続性を高める役割を果たしている
- SpaceX と Blue Origin の HLS は、軌道上給油 と極低温推進剤管理のような未検証技術に依存しており、成功すれば SLS/Orion の必要性は薄れ、失敗すれば NASA には Gateway 組み立て以外の選択肢がほとんど残らない
Apollo と比較される Artemis の出発点
- Apollo 17 は1972年12月19日に南太平洋へ帰還し、人類が低地球軌道の外へ出た最後のミッションとなった
- NASA が示す Artemis 3 は2026年末の月面着陸を目標としており、2人が月へ降りて岩石を採取し、約1週間後に軌道上の仲間と合流して地球へ帰還する構想である
- Apollo 17 は 単一ロケット で打ち上げられ、2023年ドル換算で33億ドルかかったが、最初の Artemis 着陸は12回から20回前後の大型ロケット打ち上げに依存する
- NASA は総費用を公表しておらず、ある NASA 予算ベテランは70億〜100億ドルと見積もっている
- NASA 監察総監は、月面着陸における SLS/Orion 部分だけ で41億ドルと見積もっている
- 月は1960年代以降変わっておらず、関連技術は大きく進歩したにもかかわらず、NASA は2004年に月帰還目標を発表してから20年と930億ドルを費やしてなお、目標は遠く見える状態にある
- この批判は Apollo 方式だけが正解だという意味ではなく、宇宙開発初期の粗い技術で7回中6回の月面着陸に成功した Apollo が、現代の月ミッションにおける 最低基準線 であるべきだという比較から出発している
SLS と Orion: 強い1段目、弱い任務性能
- Space Launch System(SLS) は Shuttle 系ハードウェアを再利用した大型ロケットで、1段目推力は Saturn V より大きいが、上段 ICPS が弱いため全体性能は低い
- Saturn V は月へ49トン送れたが、SLS は27トンしか送れない
- この性能では Apollo 型の着陸構成は実行できず、着陸船なしで Orion を月の周囲へ1周させて帰還させる Artemis 2 が可能な水準にとどまる
- NASA は ICPS を Exploration Upper Stage に置き換えようとしているが、発射台でほぼ10億ドルに近いコスト超過が発生するなど遅延があり、このアップグレードでも Saturn V の性能には及ばない
- SLS は NASA が宇宙飛行士を乗せるロケットとして固執しているものだが、約 2年に1回 打ち上げられる “one and done” 型で、コストは1回あたり約40億ドルとされる
- NASA が公式に想定する年1回打ち上げなら1回あたり21億ドルだが、2年に1回なら40億〜50億ドルの範囲まで上がる
- Shuttle ハードウェアの再利用は SLS のコスト構造をさらに重くしている
- Space Shuttle main engine を SLS 用に改修するコストは、エンジン1基あたり4,000万ドルである
- SLS は再利用可能として設計されたエンジン4基を毎回廃棄する
- 残りのエンジンを使い切ると、Aerojet Rocketdyne が新規生産し、単価は1億4,500万ドルとされる
- 固体ロケットブースターは1基あたり2億6,600万ドルと見込まれ、アスベスト内張りの交換プロジェクトは440万ドル予算から2億5,000万ドルへ膨らんだ
- 遅い打ち上げ頻度は安全にも影響する
- Shuttle 時代、NASA 管理者たちは安全な熟練度維持のために年3〜4回の打ち上げが必要だと考えていた
- SLS のように2年に1回、手作業で組み立てる方式では、毎回手順を学び直す構造になる
- Artemis 1 では Orion 熱遮蔽材の広範な剥離と、ほぼ貫通寸前に近い問題が観測されたが、修正案を実機飛行で試すには複数年の遅延が必要となる
- Orion は Apollo command module より内部容積が50%大きく、現代的なコンピュータや居住性を備えるが、20年間地上にとどまりつつ年12億ドルの予算を消費してきた
- 2014年に短時間の試験飛行を行い、2022年の Artemis 1 では計測用マネキンを乗せて月周回飛行を行った
- 2025年の Artemis 2 で初めて人を乗せる予定である
- Orion は European Service Module(ESM) に依存しているが、ESM は月ミッション用に設計されておらず、推進剤が不足している
- Orion/ESM のデルタV予算は 1,340m/s である
- 赤道の低高度月周回軌道への投入・離脱には約 1,800m/s が必要で、極軌道ではさらに多く必要になる
- Orion はもともと6人乗りとして設計された後、要求人数が4人に減ったが小型化されず、Apollo Command Module よりほぼ2倍重い
- 大きなカプセルは大型の Launch Abort System を必要とし、SLS は7トンの不活性重量をほぼ軌道まで運ばなければならない
- Abort System の振動に耐えるよう補強するとカプセルはさらに重くなり、パラシュートと熱遮蔽材の負担も増える
NRHO と Gateway: 月面より先行する軌道インフラ
- SLS と Orion では低い月周回軌道に十分到達できないため、NASA は Near Rectilinear Halo Orbit(NRHO) を選択した
- NRHO の宇宙船は6.5日ごとに月を周回し、最接近時には月の北極上空1,000km、最遠時には約70,000kmまで離れる
- NRHO への投入・離脱には合計約 900m/s のデルタVが必要で、Orion/ESM の 1,340m/s の予算内に収まる
- NRHO には地球との常時可視性があり、地球の影を通らず、比較的安定しているという利点があるが、月面着陸には不利である
- 着陸船は Orion より1〜2か月早く無人で打ち上げられ、NRHO で待機しなければならない
- Orion と着陸船がドッキングすると、2人が着陸船へ移って1日かけて月面へ降下し、残る2人は NRHO にとどまる
- Apollo では command module を低高度月周回軌道に置き、着陸地点上空を2時間ごとに通過していたため、月面クルーは中止事態でも比較的短時間で軌道船と合流できた
- NRHO では中止のタイミングによって、着陸船が Orion に追いつくまで3日以上かかることがある
- 最悪の場合、クルーは中止決定後も月面で数時間待たねばならず、全員が Orion に戻った後も地球帰還までさらに数日待つ可能性がある
- このような長い中止時間は、Apollo なら生存可能だった一部の状況を、Artemis では致命的にしうる
- NRHO はミッション全体の所要時間を延ばす
- Artemis 3 は移動に24日を費やし、Apollo 11 の6日と対照的である
- 月面滞在時間も6.5日の軌道周期の倍数である必要があるため、初期ミッションでも最低1週間程度は滞在しなければならない
- 着陸地点の熱環境は、太陽が地平線すれすれにあって着陸船の片側を加熱する条件であり、NRHO の制約がなければ Artemis 3 が月面で1日か2日を超えて滞在する可能性は低いとみられる
- Gateway は NRHO に建設される小型モジュール式宇宙ステーションで、Artemis 3 には不要と決定されたが、その後の Artemis の中核作業として残っている
- NASA は、2機の宇宙船が NRHO で合流できるなら、3機目である Gateway なしでも初回着陸を実施できると判断した
- 初回着陸後の3ミッションは、主に Gateway の組み立てに集中する
- 初期の Artemis 4 計画には月面着陸が含まれていなかった
- Gateway は技術的には Artemis にコストと複雑さを追加し、月へ向かう宇宙飛行士に追加のドッキング作業と推進剤負担を課す
- Robert Zubrin は Gateway を「宇宙の料金所」と呼んだ
- あらゆる目的にそこそこ適した宇宙船設計は、SLS や Orion のような目的不明瞭な設計を生んだという批判にもつながる
- Gateway の役割は技術というより、政治とプログラム継続性に近い
- 国際パートナーに高価なハードウェアを拠出させることで埋没費用と国際関係を作り、プログラム中止を難しくする
- SLS の行き先を与え、民間産業への供給契約、宇宙飛行士部門の仕事、そして2030年代に ISS が居住不能になった後の有人宇宙飛行の継続性を提供する
- Gateway 組み立ては、月面居住施設や与圧ローバーのような月面プロジェクトを2040年代へ押しやる可能性が高い
HLS と軌道上給油: 最も野心的で最も未検証な部分
- 月着陸船は Artemis で最も技術的に野心的な要素であり、NASA はこれを Human Landing System(HLS) と呼んでいる
- SpaceX は Artemis 3・4 の着陸を担当し、Blue Origin は2030年想定の Artemis 5 を担当する
- 以後のミッションは競争入札で進められる予定である
- SpaceX HLS は実験的な Starship ベース設計で、1950年代のSFのように尾部で離着陸する巨大ロケットである
- 15階建ての構造物が、照明条件の悪い月面、成分不明の残骸の上、地球から1光秒以上離れた場所に着陸しなければならない
- クルーは地表から非常に高い位置にいるため、折りたたみ式昇降装置で降りる必要がある
- 使い捨て着陸船であるにもかかわらず、Apollo 17 の小型 Lunar Module より昇降ペイロードが少ない
- HLS は1機のロケットで降下し、その同じエンジンで再上昇する構造である
- 他の着陸船設計は分離式の着陸段を使って推進剤要求を減らし、上昇エンジンを着陸中の高速破片から保護する
- HLS では降下中に砂や破片を浴びたエンジンが、1週間後に必ず再点火しなければならない
- NASA 契約はもともと月面離陸実演を要求していなかったが、最近の NASA の発言によれば、SpaceX は自発的に上昇段階を着陸実演へ追加した
- それでも、無人の着陸・上昇実演が実際の有人ミッションと同じ着陸船設計で実施されなければならないという要求は依然として存在しない
- NASA Aerospace Safety Advisory Panel は、HLS を除いた Orion/SLS 部分だけでも、月ミッションにおける乗員死亡確率を 1:75 と見積もっている
- HLS を NRHO へ送るには、低地球軌道で給油する必要がある
- 軌道上で大量の推進剤をロケット間で移送することは、まだ試みられたことがない
- 極低温推進剤は配管より約100度低い温度で沸騰し、微小重力下では液体と気体が3次元的に混ざり合うため、タンク内の推進剤量を測ることさえ難しい
- SpaceX の HLS 運用構想は、まず低地球軌道に 推進剤デポ 役の Starship を送り込み、複数の Starship を連続打ち上げして残りの推進剤を移し込み、その後 HLS がそこでタンクを満たして NRHO へ向かうというものだ
- Elon Musk は4回の打ち上げで足りる可能性があると語り、NASA の Lakiesha Hawkins は “high teens” と述べ、SpaceX の Kathy Lueders は15回という数字を示した
- 実際の打ち上げ回数は、Starship が低地球軌道へ運べる推進剤量、実際にポンプで移送できる比率、デポでの極低温推進剤の蒸発率、そして SpaceX の打ち上げ頻度に左右される
- 給油計画が機能するには、Starship は複数の発射場から約 6日ごと に打ち上げられなければならない
- Space Shuttle は Challenger 事故前の1年間で9回打ち上げられ、Saturn V は1969年の4か月半で3回打ち上げられ、Falcon Heavy は2022年11月から13か月で6回打ち上げられた
- Starship はこれらの記録を約10倍上回らなければならない
- Falcon 9 が初の軌道飛行後に週次打ち上げ頻度へ到達するまで10年かかっており、Starship は Falcon 9 よりはるかに大きく複雑である
- 公式 Artemis 着陸日程に間に合わせるには、SpaceX は2026年初頭に無人 HLS 試作機を月へ着陸させる必要があり、そのためのタンカー飛行は2025年末に始まらなければならない
- この日程には、軌道上給油の発明と大規模運用、効率化、蒸発問題の解決、Starship の信頼性確保、ブースター回収の開始、追加発射場の整備、週次打ち上げ頻度の達成、そして HLS の他システムの設計・試験がすべて含まれている
- Blue Origin の2029年着陸船日程は、さらに非現実的だと評価されている
- その設計では、月軌道で数トンの液体水素を宇宙船間で移送しなければならない
- 液体水素は体積が大きく、絶対零度近くで沸騰し、漏れやすさも極めて高い
- これを試験する Blue Origin のロケットは、まだ地上を離れたことがない
- 2026年の月面着陸は難しいという見方が集まっている
- NASA は2021年、2023年、2024年初頭のように、再び日程を遅らせる可能性がある
- Artemis がそれまで存続したとしても、有人月面着陸は2030年以前には想像しにくいとみられている
成功しても矛盾、失敗しても矛盾するプログラム
- NASA が大きな技術的賭けをすること自体は問題ではなく、HLS の固定価格契約は Artemis の中で最も健全な要素かもしれない
- SpaceX や Blue Origin が極低温の軌道上給油を実用化すれば、宇宙探査にとって大きな前進となる
- 技術が失敗しても、その事実を主として Musk と Bezos の資金で確認することになるという側面がある
- Artemis の本当の問題は、自らの成功がもたらす結果を考慮していないことにある
- 軌道上給油インフラが機能すれば、SLS と Orion は不要になる
- クルーも貨物も、2年ごとに40億ドルのロケットを待つ代わりに、安価な商業ロケットで週末ごとに打ち上げられ、低地球軌道で給油して月へ向かえる
- Gateway も地球で一体構造として製造・打ち上げるか、Starship 1機を NRHO へ送って代替できる
- 逆に、SpaceX と Blue Origin が極低温給油を成功させられなければ、NASA には月面着陸の Plan B がない
- Artemis にできることは Gateway の組み立てだけになる
- 納税者に月を約束して ISS Jr. だけを届けるのでは、国家的偉大さのメッセージにはなりにくく、議会を火星計画へ熱狂させることも難しい
- Artemis は、給料の半分を宝くじに使い、残り半分を年金に入れる人にたとえられる
- 宝くじが当たれば年金は不要だったし、宝くじが外れれば年金だけでは引退できない
- 2つの戦略は並べてみると一貫性がない
- 「完璧な宇宙計画は存在しないが、Artemis は低地球軌道の外へ出る可能性を持つ最初の計画だ」という現実論には、2つの問題がある
- 第一に、有人宇宙飛行を NASA の科学ミッションとは別基準で扱うことで、機能不全が繰り返されている
- Exploration Systems Development Mission Directorate は有人宇宙飛行を担当するが、トースターですら10億ドル未満では作れない水準だと批判されている
- NASA 探査予算の半分を3つ目の “white elephant” プロジェクトに使う前に、その代償を計算すべきである
- より深刻なのは、制度的な虚偽の文化である
- NASA はスケジュール、能力、費用、便益、リスクについて、自分自身にも大衆にも、現実と異なることを言い続けていると批判される
- Rogers Report と Columbia Accident Investigation Board が指摘した集団思考、管理肥大、不可能な日程圧力、安全でないハードウェア飛行を正当化するための工学的論理の捏造は、Artemis にも残っている
- 別の悲劇と大統領委員会報告を待たなくても、Artemis が壊れていることは分かる、という結論で締めくくられている
1件のコメント
Hacker Newsの意見
Apolloのミッション構成がどれほど巧妙だったかは見落とされがち
月は距離としてはそれほど遠くないが、減速してくれる大気がなく推進着陸をしなければならないため、Δvの観点では非常に遠い
地球近傍小惑星の一部は月面より行きやすく、MarsやVenusも月の重力を利用できるので、はるかに難しいというほどではない
Wernher von Braunの初期の月探査計画は、https://www.scribd.com/doc/118710867/Collier-s-Magazine-Man-...のように、複数回の打ち上げや宇宙ステーションなどを含んでいた
ところが、Saturn Vの第1・第2・第3段、Service Module、Command Module、Lunar Moduleの下降段・上昇段という7つの段階で往復できるという認識こそが、Kennedyの「10年以内に月へ」という目標を現実にした核心だった
月面着陸は、実際に機能する唯一の方式を選んでいなければ、ずっと幻想のままだった可能性が高い
今後、人を月に着陸させようとする国はすべて同じ物理法則に向き合うことになる
NASAが複雑な構成に縛られているのは、壮大なビジョンのせいではなく、Apollo式のキャンペーンを支えられないlegacy systemを使わざるを得ないからだ
Blue OriginもSpaceXも、Artemisを成立させるには宇宙打ち上げを再発明しなければならない。それ自体が悪いわけではないが、NASAがそれを一般に明確に説明したようには思えない
「渋滞がひどくなる前に退勤したがる人員が、職人技で手作業制作する」という表現はかなり刺さる
同意しないわけではないが、プロジェクトが「正しく」進むには、極端に長い勤務時間と、人員を石炭のように燃やすやり方が必要だという意味なのかは疑問だ
特に人を安全に月まで送らなければならないなら、それはむしろ計画と予算がきちんと組まれていない兆候である可能性が高い
人員の動機づけが心配なら、報酬を会社の成功と透明に結びつけるだけでも大きな効果がある
かつてShuttle Boosterはどこで作られ、orange tankはどこで作られていたのか？
連邦議会議員535人のうち、何らかの種類のエンジニアは10人しかおらず、科学者はさらに少ない可能性が高い
問題に人を追加投入しても解決しない地点があることは誰もが知っており、複雑に統合された製品ではその人数がかなり低いこともある
だから無限の予算でも役に立たない場合がある
計画は役立つだろうが、こうしたプロジェクトには高い打ち上げ頻度そのものが必要なのかもしれない
ミッションの間隔が何年も空くと、3回目のミッションで得た知見を5回目のミッションの時には忘れてしまうかもしれないが、数か月間隔だったならそうはならなかったかもしれない
ある種の仕事は、比較的少ない人員で高頻度に進めるのが最善の場合があり、複雑で統合された革新的な製品はまさにその類いである可能性が高い
会社が大きくなると、従業員の報酬は実際の成功と直接結びつかなくなり、その結びつきが切れると残るのはKPIだけだ
月へ行く理由は2つある
第一に、より恒久的な基地を建てたいからで、NASAはこれを「私たちは滞在するために行く」と表現している
第二に、初の有色人種と初の女性を月へ送るためであり、これはArtemisミッションの明示的な目的だ
この2つの目標が実際に価値のあるものだったかは、時間が教えてくれるだろう
もう1つ、SLSの設計者がShuttleのハードウェアを再利用することを「決定」したのではなく、SLSはそもそもそのハードウェアを使うように設計され、予算が割り当てられていた
メディアに出てくる2つの目的に先立って、Artemisの初期目的の1つはShuttleハードウェアの活用だった
SLSは政治家たちがNASAに押しつけたもので、Artemisの設計は、SLSを完全に時代遅れにしていないふりをしながら、民間の次段階の宇宙飛行開発に資金を出す構造のように見える
Shuttleはよくトラックと呼ばれていたが、その部品で比べればFord Model Tのように見えるものを作ったようなものだ
「月に恒久基地が欲しいなら月へ行かなければならない」という言い方は、「PhDが欲しいなら大学に入学しなければならない」というのと同じ程度に聞こえる
どちらの目標も、それを達成するために燃やしている膨大な資源に見合う価値はない
月に恒久的な人間の存在がなければロボットではできない、具体的な目的とは何なのか？
そこに何かを設置したいなら、ロボットと自動実験室・修理ベイを送ればよいのではないか？
月は遅延時間が2秒しかないので遠隔操作も可能だ
人間がそこでロボットにはできない何をするというのか分からない
それに、低賃金のケア労働をしている女性や、サービスが不足している地域の有色人種に、平等感により役立つものは何かを尋ねればよい
ケア労働に対する適切な年金、保育、職場差別の監督プログラム、より良い教育制度といった社会サービスに数千億ドルを使うことなのか、それとも宇宙億万長者たちが金を燃やし、老いた政治家に記者会見で「やり遂げた」と言わせることなのか
初期の宇宙計画を直接経験したわけではないが、最近読んでみて、NASAとソ連のSputnik・Vostokがどれほど段階的だったかに驚いた
初期のMercury飛行は、ICBMの上にカプセルで人を乗せ、高度と再突入で何が起きるかを見る段階で、その後Mercuryは軌道離脱の手法を実験した
Geminiでは数週間の宇宙滞在、ランデブーとドッキング、船外活動のようなものを習得し、初期のApolloは無人の多段飛行の解決に集中した
Apollo 7はCommand Moduleが月の周囲を数周試みるのに十分かを検証し、Apollo 8でそれを実行したが、着陸船はまだ完成待ちだった
Apollo 9は月面着陸手順全体を低軌道でリハーサルし、Apollo 10は同じ手順を月軌道で繰り返した
Apollo 11も計画の観点ではApollo 10を繰り返しつつ、月面のどこかに短時間着地して離陸できるかを見る、もう一つの実験に近く、Apollo 12は精密着陸を加えた実験だった
Apollo 14/15あたりになってようやく、ミッションの主目的が月の科学探査へと変わり始めた
将来の月ミッションの一、二の要素を少しずつ広げながら学ぶための有人飛行が、開発段階ごとに約25回あったことになる
宇宙ステーションのおかげで今でも慣れている部分は多いが、そうでない部分も多く、少数の大規模打ち上げにすべてを賭けるのは少し奇妙に見える
例えばApollo 8はSaturn VとCommand Moduleを初めて月まで送った事例であり、しかも有人で行われた
着陸船がなかったため、Command Moduleに問題が起きれば予備手段はなく、Apollo 13の爆発がApollo 8で起きていたなら、乗組員は宇宙で死に、帰還できなかっただろう
Apollo 8は単なる自由帰還軌道ではなく月軌道を周回したため、Command Moduleが史上初めて月軌道投入噴射を行い、さらに重要なことに、そこから離脱する噴射も初めて実施した
本来Apollo 8にはLunar Moduleが含まれる予定で、誰もが「救命ボート」があるのでより安全だと感じていた
しかし着陸船の遅延のため、Apollo 8を遅らせて10年以内という目標と初着陸の可能性を逃すか、着陸船なしで飛ぶかを選ばなければならなかった
安全な選択は延期だったが、NASAはリスクを選んだ
Apollo時代の魔法は、あまりにも簡単にやってのけたように見せるため、それがどれほど困難だったかを忘れさせる点にある
Apollo 1の悲劇は、新しいカプセルを地上で試験するという単純なことですら途方もなく危険だということを示している
Saturn Vの2回目の無人飛行であるApollo 6もほとんど惨事で、エンジンの不安定性によりブースターが激しく振動し、2段目エンジン2基が早期停止した
それなのに、その次の飛行で乗組員を乗せた。これは次のStarship IFT-4試験打ち上げに人を乗せるようなものだ
スケジュールが段階的に見えるのは、日付が抜けているからだ
Mercury 1は1961年で、初の月面着陸はわずか8年後だった
一方SLSは2011年に開発を開始し、既存のShuttleエンジンと固体ロケットモーターを使ったが、初着陸はおそらく2028年より前には難しいだろう
1960年代のNASA指導部はこれを明確に理解していたが、今日ではそうではないように見える
おそらく、より広い文化の症状なのだろう
1960年代には主要産業が大規模な改善サイクルの真っただ中にあり、多くのエンジニアが第二次世界大戦の研究開発ブームの中で技術を学び、製造もまだ地域的に行われていた
迅速な工学的改善には完璧な環境だった
今日ではそのほとんどが失われ、車両・家電・製造技術のような主要な物理技術はおおむね解決済みで、改善は漸進的だ
航空宇宙業界のエンジニア100人を調査すれば、限界を押し広げる研究開発の経験がある人は少数である可能性が高く、大半は変更の文書化と小さな調整作業をしている
SpaceXは明らかな例外だ
そうでなければ、ソ連がまれな打ち上げの間にある大きな空白を、自分たちの段階的成功で埋めていただろう
誰も宇宙に行ったことがない状態から10年以内に月面着陸まで到達したというのは、信じがたいほど速い
同時に進行していた多くのプロジェクトが統合時にすべて機能しなければならず、一つでも機能しなければ「10年以内の月面着陸」はなかった
Artemis計画は、民間宇宙企業がまだ非常に新しかった時期に設定されたことを考えれば、状況は理解できる
SpaceXはまもなく、Artemisなしでも技術的にはミッション全体のほとんどを遂行できるレベルに近づくだろう
SpaceXはNASAの資金を受け取り、Starship開発の資金に充てたし、ほかの理由もあったはずだ
結果として、Starshipが月に着陸できるようになる頃には、ミッション全体をArtemisなしでも実行できるため、Artemisは無意味になり得る
目標達成ももちろんあるが、特定の州に数十億ドルを使うことも大きな部分を占めている
これらの下院議員や上院議員はいまなお、成功実績のあるSpaceXのような商業打ち上げ事業者にも大声で懐疑的だが、おそらく同じ理由からだろう
それでも、Starshipを月に着陸させ、数日後に再び離陸させる難しさを指摘した記事の論旨は妥当だ
ロケットを尾部から着陸させるのは、失敗しても再利用できなくなる程度なら格好いいが、人命がかかるとなると非常に恐ろしく聞こえる
着陸中にエンジンが損傷したり、燃料の損失のために再び離陸できなくなったりする可能性もある
1970年より高いのに性能は悪いものを、いま買って満足できるだろうか？
世の中にほかに何があろうとなかろうと、Artemisはめちゃくちゃだ
目標は月面基地を建設することであり、これはその第一段階だ
Starshipはいずれ、その目的のために非常に多くの貨物を月へ運ぶことになる
人を数日連れて行って連れ戻すことは、ごく短期的な目標だ
重すぎて帰還は難しいと思う
Smarter Every DayのDestinがこれらの問題を多く扱った発表は、かなり興味深かった
https://youtu.be/OoJsPvmFixU
しかし実際に関わっている人の中に、過去に戻りたがっている人はいないと思う
NASAの人々は月に恒久基地を作りに行きたがっており、それは中国に勝つためかもしれないし、実際に有用かもしれないが、いずれにせよ明示された目標だ
SpaceXはMarsへ行くためのStarship開発資金を得る手段として、月に行きたがっている
Lockheed Martin、Aerojet Rocketdyneなどは金を稼ぎたいだけなので、ここでは除外する
こうした動機は、Apolloがやった方式では満たされない
Saturn Vを1回打ち上げて月へ行き帰還する、より単純なミッション計画は可能だったし、実際に6回実施された
しかしSaturn Vの数回の打ち上げで月面基地を建設することはできない
2024年時点で最も有能な打ち上げ事業者であるSpaceXが、より小型のHLSを作るとかmethaloxを使わないとか、月だけを目標にするならより実用的な選択をしても得るものはない
SpaceXは月そのものには大きな関心がない
そのため、月に最適化されたミッション形態はSpaceXにとってあまり役に立たない
全体としてArtemisが支出面で燃えさかるゴミ捨て場のようだという点には同意するが、Apolloを指し示すことが批判者たちの考える決定打ではないと思う
「扱う」という表現は、しばしば反論を示唆する
その記事で一つだけ同意できないのは、SpaceXが「Starshipが低軌道までどれだけの推進剤を積めるか」を知っているというくだりだ
SpaceXはStarshipを反復的に改善している
Falcon 9も当初は低軌道への搭載量が10.4トンだったが、現在のバージョンでは22.8トンまで引き上げた
諸状況から見てStarshipの搭載量は現時点の期待値に届いていないが、SpaceXにはそれを引き上げるために調整できる手段が多くある
試してみて見極める必要があり、いま何がどれだけ効果を持つかは分からない
したがって、再給油打ち上げが何回必要になるかは、現時点では誰にも分からない
NASAが問題解決前にこの設計へ確定的に賭けるべきだったかといえば違うが、Congressが不可能な立場に追い込んだため選択肢がなかったのだと思う
ただし、このリスクは宇宙飛行士が搭乗する前のミッション初期に発生するので、うまくいかなければ中止すればよい
月面着陸とは違う
そして高速な打ち上げと軌道上再給油は、SpaceXがArtemisとは関係なく今後も多く行うことだ
月面着陸とは違って
Congressが割り当てた額よりも多い金額で契約を授与し、十分な資金を得るまでスケジュールを右へずらすという方法だ
NASAのすべての大型契約はこのように機能しており、SpaceXとの契約も同様だった
Commercial Crew、つまりCrew Dragonも、初期の数年間は資金不足のために数年遅れた
SpaceXの30億ドルのHLS入札が、この暗黙の慣例を破った
その間も中国の月プログラムは着実に進行中。
すでにロボット着陸とサンプルリターンを成功させており、2機目の着陸・帰還機である Chang'e 6 は現在、月周回軌道で着陸準備中[1]
今回はロボット月面探査車もある。
中国は2030年前後に有人月面着陸を計画しており、その次は月面基地へ進む予定。
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Chang%27e_6
最初は「Chang」という中国語のローマ字表記と英語の「Change」をかけた言葉遊びかと思ったが、実際には中国の月の女神 Chang'e にちなんで名付けられた宇宙機だった[1]。
中国の月探査機の名前として非常に優れている。
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Chang%27e
SpaceXとBlue Originが 極低温再給油 を実現できなければ、NASAはそれを実現できる誰かを探すだろう。
極低温再給油こそが、このプロジェクトの本当の工学的目標。
2020年代に月に着陸すること自体は、もはやそれほど印象的ではない。
Artemisプログラムは名目上は月へ行くものだが、実際には低軌道の先で居住し、軌道上で再給油し、別の天体表面に居住地を建設し、長期的には現地資源の採掘と地表での再給油を行うためのもの。
ミッションが単に月面着陸だけなら、Apolloプログラムのコピーで十分。
しかしこのミッションは、Marsへ行って戻ってくるために必要なことができると証明するもの。
地上ではロケットに燃料を入れるたびにこれをやっている。
宇宙ではもっと難しいのだろうが、なぜ再使用のような問題よりもこれが本当の工学的目標なのか、具体的には理解できない。
Northrop？ Lockmart？
どれだけ楽観的に見ても、スケジュールに 10年 は追加されそう。
そのほうがはるかに筋が通る。
依然として最適ではないが、第一印象ほど悪くはない。
Blue Originの作業の遅さを考えると、その難題を克服してArtemisに意味があるほど早く着陸船が動くとは思えない。
乗員喪失に対する許容度は昔とは違う。
Apolloの宇宙飛行士たちは、帰還できない確率を約10%として受け入れており、Apollo 13では本当に紙一重で回避した。
当時はそれが受け入れ可能な水準だった。
現在の政治環境では、ミッション失敗に対する許容度もはるかに低いと思う。
Armstrongも、実際の着陸成功確率はおそらく五分五分だと見ていたと語っていた。
月まで行って何かをしくじり、着陸できなければ、NASAの予算を切れという声が鳴り響くだろう。
だから2倍払っているのであり、その程度ならかなり安いと思う。
着陸、Gateway、月面との往復は含まれていない数字。
着陸が往復と同じくらい危険だという合理的な仮定を入れると、乗員が死亡する確率は30分の1になる。
Shuttle末期に推定された乗員喪失確率は90分の1で、2つの政権がこれを許容不能と判断した。
ISSミッションの基準は250分の1。
Artemisの目標が現代的な安全基準を満たすことなら、まったく届いていない。
ハードウェアの限界を埋め合わせるために月の周辺で1週間過ごすというのは、励みになる話ではない。
全体として、今回使われる部品の大半は、宇宙飛行士を乗せる前に実際の条件で少なくとも一度試験されていれば幸運、という程度に見える。
記事が痛々しいほど示しているように、SLSはリスクを大きく増やしている。