スペースXは、スターシップを火星へ大量の貨物を運ぶために完全かつ迅速に再利用可能なロケットとして設計していると発表しました。しかし、大規模な再利用性を実現するためには、単一の故障がミッションを終わらせることのないよう、宇宙船が不具合や故障に耐えられることが必要です。
10回目の試験飛行は、スペースXの耐障害性への重視を示しました。飛行後の更新で、スペースXは「機体の能力の限界を試す」ことに焦点を当てたと発表しました。この限界を理解することは、将来的にスターシップを用いてスターリンク衛星や商業貨物、さらには宇宙飛行士を打ち上げる計画にとって重要です。
火曜日の10回目の試験飛行では、スペースXは新たなマイルストーンを達成しただけでなく、意図的にいくつかの故障を導入しました。これにより、耐熱シールド、推進力の冗長性、ラプターエンジンの再点火を試験しました。
耐熱シールドは、スペースXが直面する最も難しい技術的課題の一つです。イーロン・マスク氏は2024年5月にXで、再利用可能な軌道復帰用耐熱シールドが「100%のロケット再利用性に向けた最大の課題」であると認めました。
スターシップの上段の腹部は、数千の六角形のセラミックと金属タイルで覆われており、これが耐熱シールドを構成しています。
10回目の試験飛行は、大気圏加熱を通過する際に船がどれだけの損傷を受け入れ、耐えられるかを学ぶことに焦点を当てました。試験中、エンジニアは意図的に船の一部からタイルを取り除き、新しいタイプのアクティブ冷却タイルを試験しました。これにより、実際のデータを収集し、設計を改良することができました。
2003年にはスペースシャトル・コロンビアが耐熱シールドの脆弱性について不本意な教訓を提供しました。断熱フォームの一部がコロンビアの左翼の耐熱タイルに衝突し、再突入時に7人の宇宙飛行士全員が犠牲になるという重大なエラーが発生しました。
22年後、スペースXは最悪のシナリオでも性能をマッピングすることに注力しています。飛行後のデータが船が予想される温度範囲内にとどまったことを示せば、段階を立て直し、再利用するという最終目標に向けて前進します。
推進力の冗長性も試験されました。スーパーヘビー・ブースターの着陸燃焼の構成は、エンジン故障を想定したリハーサルのようでした。エンジニアは燃焼の最終段階で3つの中央ラプターエンジンのうち1つを意図的に無効にし、代わりにバックアップエンジンを使用しました。これは、エンジンが停止した場合の成功したリハーサルでした。
最後に、スペースXはラプターエンジンの宇宙での再点火を報告しました。これは、スペースXがこれを達成したのは2回目であると打ち上げ放送で説明されました。信頼性の高いエンジンの再始動は、深宇宙ミッションや推進剤の移送、場合によってはペイロードの展開ミッションに必要です。
NASAのアルテミス計画は、再突入に耐える耐熱シールドと、軌道上で信頼性の高い再点火ができる船を開発することに依存しています。NASAはスペースXに月に着陸できるスターシップのバージョンのために約40億円（約6200億円）を授与しており、最初のスターシップによる月面着陸は2027年半ばに予定されています。
NASAはミッションプロファイルに応じてリスクを異なる方法で調整し、無人サービスミッションではより高いリスクを受け入れ、有人輸送では非常に低いリスクを受け入れます。NASAは、新しいロケットに宇宙飛行士を乗せる前に、試験と飛行データを通じて実証されるべき定量的な安全目標を設定しています。これらのレベルは、スターシップが大きなロケットであるからといって変わることはありませんが、より多くの潜在的な故障モードを意味します。
これらの実験を総合的に見ると、スペースXがこれらの基準を念頭に置いて試験を行っていることが示唆されます。次のスターシップのバージョン、Block 3では、より高い推力のラプターエンジン、フラップのアップグレード、アビオニクスや誘導、ナビゲーション、制御システムの更新など、多くの変更が導入される予定です。
次のステップは、10回目の飛行データを将来のハードウェアのアップグレードに変換し、日常的な運用と、マスク氏が想像する「24時間内に24回以上のスターシップ打ち上げ」の日々に近づくことです。