SpaceXのElon Muskが面白いことをツイートすると、興奮の波が発生します。したがって、最近SpaceXがロケットの上段を取得する方法に取り組んでいる可能性があることをツイートしたとき、SpaceXは興味をそそられる一連の応答を開始しました。
SpaceXは巨大なパーティバルーンを使用して、ロケットの上段を軌道速度から戻そうとします
— Elon Musk（@elonmusk）2018年4月15日
SpaceXは、以前から下位ステージを取得して再利用しており、ペイロードを宇宙に打ち上げるコストを下げています。しかし、これは彼らが上段で同じことをしようとするかもしれない最初のヒントです。
Twitterのレスポンダーは、SpaceXの意図、および「巨大なパーティーバルーン」が何であるかを正確に知りたがっていました。 Muskはまだ詳しく説明していませんが、彼のTwitterフォロワーの1人が追加する興味深いものを持っていました。
メリーランド大学のジェームズクラークスクールオブエンジニアリングの学生であるクインクペックは、マスクにツイートしました。
あなたが私が思っていること、つまり超低弾道進入係数減速器を提案しているのなら、あなたと@SpaceXが@UofMarylandにあるものを見に来るはずです。私たちはしばらくこれに取り組んでいて、いくつかのテストを終えましたpic.twitter.com/nJBvyUnzaK
— Quinn Kupec（@QuinnKupec）2018年4月16日
スペースマガジンは、ムスクが何をしているのかを理解するのを手伝ってくれるかどうかクペック氏に問い合わせた。しかし、最初に、少し背景。
「超低弾道進入係数減速器」は、一口のようなものです。弾道係数は、車両が飛行中の空気抵抗をどれだけ克服できるかを測定します。弾道係数が高いということは、再突入車両が速度をすぐに失うことなく、高速で地球に到達することを意味します。超低弾道進入係数減速器は速度を急速に失います。つまり、車両は地面に到達する前に低速の亜音速で走行することになります。
上段のブースターを回復するには、発熱が少ない低速が望ましい。しかし、クペックによれば、克服しなければならない別の問題があります。
「これらのものが着陸速度まで減速するとどうなりますか？重心がドラッグの中心から大幅にずれている場合、上段に戻る場合と同様に、不安定になる可能性があります。再突入車両の重心が高すぎると、反転する可能性があり、明らかに望ましくありません。」
したがって、コツは、再突入によって発生する熱がブースターに損傷を与えないポイントまで再突入車両の速度を下げ、車両を逆転させたり、その他の方法で不安定にすることなくそれを行うことです。これは、SpaceXが日常的に回復するメインステージブースターの問題ではありません。彼らは降下と着陸をガイドするために独自のレトロロケットを持っています。しかし、軌道速度に到達する上段のブースターにとっては、克服しなければならない障害です。
「私の研究は、重心をどれだけ高く押しても適切な飛行構成を維持できるかに特に重点を置いています」とKupecは言いました。
しかし、マスクがツイートした「ジャイアントパーティーバルーン」についてはどうでしょうか。
ムスクはカラフルな言葉で、いわゆるバルートと呼ばれるものを指している可能性があります。単語は、バルーンとパラシュートの組み合わせです。これらは1950年代にグッドイヤーエアロスペースによって発明されました。彼らは進入車両の降下を阻止し、降下中の安定性を提供することができます。
「…風船は直径120フィートでなければならず、高温の布でできている必要があります…」–メリーランド大学デイブ・エイキン教授
Space Magazineは、メリーランド大学のDave Akin教授に連絡して、マスクのツイートに関するいくつかの洞察を得ました。 Akin教授は20年以上にわたって再突入システムに取り組んできました。
Akin教授は電子メールのやり取りで次のように述べています。「入り口で後ろに牽引されるケーブルに大きな風船を配置するための概念が提案されています。風船は弾道係数を下げます。つまり、大気中ではより減速し、熱負荷は少なくなります。」したがって、鍵は、大気がより厚く、より多くの熱を生成する地球に近づく前に、速度をスクラブすることです。
しかし、アキン教授によると、これは必ずしも簡単ではありません。 「エロンが気球について話している2桁の弾道係数の減少を得るには、直径が120フィートで、高温の布でできている必要があるため、それほど簡単ではありません。」
しかし、マスクの実績は、彼が容易でないものから遠慮しないことを示しています。
ロケットの上段を回収することは、打ち上げコストを削減することだけではなく、宇宙ゴミのことでもあります。欧州宇宙機関は、地球を周回する29,000個を超える宇宙のジャンクが存在すると推定しており、そのジャンクの一部は上段のブースターに費やされています。いくつかの衝突や事故はすでにあり、いくつかの衛星は異なる軌道に押し込まれています。 2009年、イリジウム33通信衛星と消滅したロシアコスモス2251通信衛星が衝突し、両方が破壊されました。 SpaceXが上段のブースターを取得する方法を開発できれば、スペースのゴミが減り、衝突の可能性が少なくなります。
再入を管理するためにバルーンを使用する明確な前例があります。 Akin教授やQuinn Kupecのような人々が取り組んでいるため、SpaceXは車輪を再発明する必要はありません。しかし、まだやらなければならないことがたくさんあります。
ムスクは「ジャイアントパーティーバルーン」のツイートの直後に他の1つをツイートしました。
そして、弾む家に着陸します
— Elon Musk（@elonmusk）2018年4月16日
それが何を意味するかについてはまだ何も語っていません。
エロンムスクの「ジャイアントパーティーバルーン」のツイート：https://twitter.com/elonmusk/status/985655249745592320
Quinn Kupecのツイート：https://twitter.com/QuinnKupec/status/985736260827471872
