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.jpg/500px-Falcon_Heavy_Demo_Mission_(39337245145).jpg) ファルコンヘビーの試験飛行打ち上げ | |
| 関数 | 超大型ロケット |
|---|---|
| メーカー | スペースX |
| 原産国 | アメリカ合衆国 |
| 打ち上げコスト |
|
| サイズ | |
| 身長 | 70.0メートル（229.6フィート）[3] |
| 直径 | 3.7 m (12 フィート) (各ブースター) |
| 幅 | 12.2メートル（40フィート） |
| 質量 | 1,420,000 kg (3,130,000 ポンド) |
| ステージ | 2.5 |
| 容量 | |
| LEOへのペイロード | |
| 軌道傾斜角 | 28.5° |
| 質量 |
|
| GTOへのペイロード | |
| 軌道傾斜角 | 27.0° |
| 質量 | 26,700 kg (58,900 ポンド) [3] |
| 火星へのペイロード | |
| 質量 | 16,800 kg (37,000 ポンド) [3] |
| 冥王星へのペイロード | |
| 質量 | 3,500 kg (7,700 ポンド) [3] |
| 関連ロケット | |
| に基づく | ファルコン9 |
| 比較可能 | |
| 発売履歴 | |
| 状態 | アクティブ |
| 発射場 | |
| 総打ち上げ数 | 11 |
| 成功 | 11 |
| 着陸 |
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| 初飛行 | 2018年2月6日（テスト飛行） |
| 乗客/貨物の種類 | |
| ブースター | |
| ブースターなし | 2 |
| 搭載 | ブースター1基あたり9基のマーリン1D [3] |
| 最大推力 |
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| 総推力 |
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| 比推力 |
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| 燃焼時間 | 154.3秒 |
| 推進剤 | LOX / RP-1 |
| 第一段階 | |
| 搭載 | 9 ×マーリン 1D [3] |
| 最大推力 |
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| 比推力 |
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| 燃焼時間 | 187秒 |
| 推進剤 | LOX / RP-1 |
| 第二段階 | |
| 搭載 | 1 ×マーリン 1D 真空[3] |
| 最大推力 | 934 kN (210,000 lb f ) |
| 比推力 | 348秒（3.41km/秒） |
| 燃焼時間 | 397秒 |
| 推進剤 | LOX / RP-1 |
ファルコン・ヘビーは、地球周回軌道やそれ以降の軌道に貨物を運ぶことができる、部分的な再利用可能な超重量物打ち上げロケット[b]である。アメリカの航空宇宙企業スペースXによって設計、製造、打ち上げられた。
このロケットは、2つのファルコン9ブースターが取り付けられたセンターコアと、センターコアの上部にある第2段で構成されています。[6]ファルコンヘビーは、現在運用されている打ち上げロケットの中で、 NASAのスペース・ローンチ・システム（SLS）に次いで2番目に高いペイロード容量を持ち、軌道に到達するロケットとしては、SLS、エネルギア、サターンVに次いで4番目に高い容量を持っています。
スペースXは、2018年2月6日20:45 UTCにファルコン・ヘビーの初打ち上げを実施した。[7]ダミーのペイロードとして、ロケットはスペースXの創設者イーロン・マスク所有のテスラ・ロードスターを搭載し、運転席には「スターマン」と呼ばれるマネキンが座っていた。[8] 2回目のファルコン・ヘビーの打ち上げは2019年4月11日に行われ、3基のブースターロケットはすべて無事に地球に帰還した。[9] 3回目のファルコン・ヘビーの打ち上げは2019年6月25日に無事に行われた。それ以来、ファルコン・ヘビーは国家安全保障宇宙打ち上げ（NSSL）プログラムの認定を受けている。[10]
ファルコン・ヘビーは低地球軌道を超えて宇宙に人間を運ぶことができるように設計されたが、2018年2月現在[アップデート]、スペースXはファルコン・ヘビーで人を輸送する予定はなく、 NASAの宇宙飛行士を輸送するための有人認定プロセスも追求していない。[11]ファルコン・ヘビーとファルコン9はどちらも、現在開発中の超重量級打ち上げロケット、スターシップに最終的に取って代わられると予想されている。[12]
歴史
ファルコン1のコアブースター3基を搭載し、LEOへの積載量が約2トンのファルコン・ヘビー打ち上げロケットのコンセプト[13]は、 2003年にすでに議論されていました。[14]同社のまだ飛行していないファルコン9の3つのコアブースター段のコンセプトは、2005年にファルコン9ヘビーと呼ばれていました。[15]
スペースXは2011年4月にワシントンDCで行われた記者会見でファルコン・ヘビーの計画を公表し、最初の試験飛行は2013年に予定されている。[16]
計画されていた初飛行は、ファルコン9ロケットの2つの異常を含むいくつかの要因により2018年に延期されました。この異常により、すべてのエンジニアリングリソースが故障解析に充てられ、飛行操作が何ヶ月も停止しました。3つのファルコン9コアを組み合わせる統合と構造上の課題は、予想よりもはるかに困難でした。[17]
2017年7月、イーロン・マスクは「ファルコン・ヘビーの開発は、実際には我々が考えていたよりもはるかに困難でした。…我々はその点についてかなり無知でした」と語った。[18]
最初のファルコン・ヘビーの最初の試験飛行は、2018年2月6日20時45分（UTC）に、ダミーのペイロードであるイーロン・マスクの個人用テスラ・ロードスターを搭載して火星の軌道を越えて打ち上げられました。[7]
構想と資金調達
マスクがファルコン・ヘビーについて初めて言及したのは2005年9月のニュース速報で、18か月前の顧客からの要望に言及していた。[19]計画されていたファルコン5（実際には飛行しなかった）を使ったさまざまな解決策が検討されたが、費用対効果が高く信頼性の高い唯一の反復は、9つのエンジンを搭載した第1段、ファルコン9を使用したものだった。ファルコン・ヘビーは民間 資本を使って開発され、マスクによるとコストは5億ドル以上だった。開発に政府からの資金は提供されなかった。[20]
設計と開発
ファルコン・ヘビーの設計はファルコン9の胴体とエンジンに基づいている。2008年までに、スペースXはファルコン9の初打ち上げを2009年としていたが、「ファルコン9ヘビーは数年後になるだろう」としていた。2008年の火星協会会議で、マスクは水素燃料の上段ロケットが2、3年後（2013年頃）に続くと予想していることも示唆した。[21]
2011年4月までに、ファルコン9の能力と性能はよりよく理解され、スペースXは低地球軌道（LEO）への2回の実証ミッションを成功させ、そのうちの1回では第2段エンジンの再点火が含まれていた。2011年4月5日、ワシントンDCのナショナルプレスクラブでの記者会見で、マスクはファルコンヘビーは「サターンV月ロケットとソビエトのエネルギアロケットを除いて、歴史上どの乗り物よりも多くのペイロードを軌道に乗せるか、脱出速度を上げるだろう」と述べた。[22]同年、両方の派生型の需要の増加が予想されるため、スペースXは「ファルコン9の第1段またはファルコンヘビーサイドブースターを毎週、上段を2週間ごとに製造する能力を構築するため」製造能力を拡大する計画を発表した。[22]
2015年、スペースXはファルコン9 v1.1ロケットのアップグレードと並行して、ファルコンヘビーロケットにいくつかの変更を加えることを発表した。 [23] 2016年12月、スペースXはカリフォルニア州ホーソーンの本社でファルコンヘビーの中間段階を示す写真を公開した。[24]
テスト
2013年5月までに、テキサス州マクレガーのスペースXロケット開発試験施設に、ファルコン・ヘビーの3基のコアと27基のロケットエンジンを試験するための新しい、部分的に地下の試験スタンドが建設されました。[25] 2017年5月までに、スペースXはマクレガー施設で飛行設計のファルコン・ヘビーセンターコアの最初の静的燃焼試験を実施した。[26] [27]
2017年7月、マスク氏は3コアのファルコン・ヘビーのような複雑な打ち上げロケットの試験の課題について公に議論し、新設計の大部分は「地上で試験することは実際には不可能」であり、実際の飛行試験とは独立して効果的に試験することはできないと述べた。[18]
2017年9月までに、3つの第一段コアすべてが地上試験台で静的燃焼試験を完了しました。[28]ファルコンヘビーの最初の静的燃焼試験は2018年1月24日に実施されました。[29]
初飛行
2011年4月、マスクは2013年にアメリカ西海岸のカリフォルニア州ヴァンデンバーグ空軍基地からファルコン・ヘビーの初打ち上げを計画していた。 [22] [30]スペースXは、ファルコン9とヘビーを収容するためにヴァンデンバーグ空軍基地の発射施設4Eを改修した。フロリダ州東海岸のケープカナベラル発射施設からの初打ち上げは、2013年後半か2014年に計画された。[31]
2015年6月のスペースX CRS-7の失敗もあって、スペースXは2015年9月のファルコン・ヘビーの初飛行を2016年4月以降に実施するよう再スケジュールした。[32]この飛行は改修されたケネディ宇宙センター発射施設39Aから打ち上げられる予定だった。 [33] [34]この飛行は2016年後半、2017年初頭、[35] 2017年夏、[36] 2017年後半[37]に再度延期され、最終的に2018年2月に延期された。 [38]
2017年7月にワシントンDCで開催された国際宇宙ステーション研究開発会議で、マスク氏は初飛行の成功に対する期待を低く評価した。
宇宙船が軌道に乗らない可能性は高いです... 宇宙船が発射台から十分離れて発射台に損傷を与えないことを願います。正直に言うと、それだけでも勝利だと考えています。[18]
2017年12月、マスク氏は、ファルコン・ヘビーの初打ち上げのダミーの積荷は、デビッド・ボウイの「スペース・オディティ」を流しながら（実際に打ち上げに使われたのは「ライフ・オン・マーズ」だった）、太陽の周りを周回して火星の軌道に到達する軌道に乗せられるとツイートした。[39] [40]彼はその後数日で写真を公開した。[41]車には「壮大な景色」を提供するために3台のカメラが取り付けられていた。[8]
2017年12月28日、ファルコン・ヘビーは27基すべてのエンジンの静的点火試験の準備のため発射台に移動され、2018年1月19日に予定されていた。[42]しかし、 2018年1月20日に始まった米国政府閉鎖により、試験と打ち上げはさらに遅れた。[43]静的点火試験は2018年1月24日に実施された。 [29] [44]マスクはツイッターで試験は「良好」だったと確認し、後にロケットは2018年2月6日に打ち上げられると発表した。[45]
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2018年2月6日、強風のため2時間以上遅れた後、[46]ファルコン・ヘビーは20時45分（UTC）に打ち上げられた。[7]両サイドのブースターは数分後に着陸ゾーン1と2に無事着陸した。 [47]しかし、再始動する予定だった中央ブースターの3つのエンジンのうち1つだけが降下中に点火し、ブースターは時速480キロメートル（時速300マイル）以上の速度で海面に衝突して破壊された。[48] [49]
当初、イーロン・マスクは、ロードスターが予定されていた太陽中心軌道をオーバーシュートし、小惑星帯に到達するだろうとツイートした。その後、望遠鏡による観測により、ロードスターは火星の遠日点軌道をわずかに超えるだけであることが示された。[50]
後期便
デモ飛行の成功から1年後、スペースXは5億～7億5000万ドル相当の5つの商用契約を締結し、ロケットの開発費を賄うことができた。[51] 2回目の飛行、そして最初の商用飛行は2019年4月11日に行われ、[52]アラブサット6Aが打ち上げられ、3つのブースターすべてが初めて着陸に成功した。
3回目の飛行は2019年6月25日に行われ、STP-2（国防総省宇宙試験プログラム）ペイロードを打ち上げた。[52]ペイロードは25機の小型宇宙船で構成されていた。[53] 2017年後半に計画されていたインテルサットとインマルサットの運用静止トランスファー軌道（GTO）ミッションは、使い捨て構成でこれらの重いペイロードを持ち上げるのに十分なパワーになったため、ファルコン9フルスラストロケットバージョンに移行された。 [54] [55] 2022年6月、米宇宙軍はファルコンヘビーを極秘衛星の打ち上げに認定し、最初の打ち上げは2022年11月1日に行われたUSSF-44であり、[56] 2回目はUSSF-44の11週間後に打ち上げられたUSSF-67である。[57] ViaSatは2018年後半に、2020年から2022年の間に打ち上げが予定されていたViaSat-3衛星の打ち上げにFalcon Heavyを選択したが、 [58] 2023年5月1日まで打ち上げられなかった。 [59] 2023年10月13日、Falcon HeavyはNASAのPsyche探査機を小惑星16Psycheに向けて運ぶ8回目の飛行に着手した。このミッションでは、センターコアを使い果たした状態でサイドブースターのみが地球に帰還したが、これはミッションに余裕を持たせるためだった。
NASAのアルテミス計画で人類を再び月に送る計画が発表された後、ファルコン・ヘビーロケットは高価なスペース・ローンチ・システム（SLS）計画の代替案として何度も言及されたが、NASAはオリオンカプセルの打ち上げにはもっぱらSLSを使用することを決定した。[60] [61]しかし、ファルコン・ヘビーはアルテミス計画の商業ミッションをサポートすることになり、[62]ドラゴンXL宇宙船をルナ・ゲートウェイに輸送するために使用される。また、ルナ・ゲートウェイの最初の2つの要素である電力・推進要素（PPE）と居住・物流拠点（HALO）を2025年以降に1回の打ち上げで打ち上げることや、[63]アルテミス計画の商業月面ペイロードサービス（CLPS）イニシアチブの一環として、アストロボティック・テクノロジーのグリフィン着陸船にNASAのVIPERローバーを搭載したVIPERローバーを打ち上げることにも選ばれた。[64] 2024年10月14日、ファルコン・ヘビーはNASAのエウロパ・クリッパーを木星の衛星エウロパの探査のために宇宙に輸送した。[65]
デザイン
ファルコン・ヘビーは、構造的に強化されたファルコン9を「コア」コンポーネントとして、ストラップオンブースターとして機能する外側に取り付けられた空力ノーズコーンを備えた2つの追加のファルコン9第一段で構成されており、[6]概念的にはデルタIVヘビー発射機やアトラスVヘビーおよびロシアのアンガラA5Vの提案に似ています。この3段構成の第一段は標準的なファルコン9第二段を搭載し、フェアリングでペイロードを運びます。ファルコン・ヘビーは運用中のロケットの中で2番目に高い打ち上げ能力を持ち、低地球軌道まで63,800 kg (140,700 lb)、静止トランスファー軌道まで26,700 kg (58,900 lb) 、火星横断投入まで16,800 kg (37,000 lb)のペイロードを運ぶことができます。[66]このロケットは、現在のすべての有人搭乗員定格要件を満たすか上回るように設計されました。構造上の安全マージンは飛行荷重の40%以上であり、他のロケットの25%のマージンよりも高い。[67]ファルコン・ヘビーは当初から人間を宇宙に運ぶために設計されており、月や火星への有人飛行ミッションの可能性を復活させるだろう。[3]
第1段は、ファルコン9由来のコア3基で駆動され、各コアには9基のマーリン1Dエンジンが搭載されている。ファルコンヘビーは、27基のマーリン1Dエンジンから、離陸時の海面推力合計22.82MN（5,130,000 lbf）を持ち、機体が大気圏から上昇するにつれて推力は24.68MN（5,550,000 lbf）に上昇する。[3]上段は、真空運転用に改造された単一のマーリン1Dエンジンで駆動され、推力934kN（210,000 lbf）、膨張比117:1、公称燃焼時間は397秒である。打ち上げ時に、センターコアは追加の推力のために数秒間フルパワーでスロットルし、その後スロットルを下げます。これにより、燃焼時間を長くすることができます。サイドブースターが分離した後、センターコアが最大推力までスロットルを戻します。再始動の信頼性を高めるため、エンジンには二重冗長自然発火性点火装置（トリエチルアルミニウム-トリエチルボラン）（TEA-TEB）が搭載されています。[6]ファルコン9の上段と下段を接続する中間段は、カーボンファイバーアルミニウムコア複合構造です。段の分離は、再利用可能な分離コレットと空気圧プッシャーシステムによって行われます。ファルコン9のタンクの壁とドームは、アルミニウム-リチウム合金で作られています。SpaceXは、すべて摩擦撹拌溶接タンクを使用しています。ファルコン9の第2段タンクは、単に第1段タンクの短縮版であり、ほとんど同じツール、材料、製造技術を使用しています。このアプローチにより、車両製造時の製造コストが削減されます。[6]
ファルコン・ヘビーの3つのコアはすべて、製造工程の合理化を目的として、 SpaceXがオクタウェブと呼ぶ構造形式でエンジンを配置しており、 [68]各コアには4本の伸縮可能な着陸脚が含まれている。[69]ブースターとセンターコアの大気圏での降下を制御するために、SpaceXは3つのファルコン9ブースターのそれぞれの上部に、分離後に伸びる4つの格納式グリッドフィンを使用している。 [70]サイドブースターが分離された直後、各ブースターの3つのエンジンが数秒間燃焼を続け、ブースターの軌道をロケットから安全に遠ざける。[69] [71]次に、ブースターが地球に戻るとグリッドフィンが展開し、続いて着陸脚が展開する。サイドブースターは、完全/部分的に再利用可能な打ち上げ構成で地面に軟着陸する。センターコアはステージ分離まで燃焼を続ける。ブースターが消耗すると、着陸脚とグリッドフィンは機体から省略されます。着陸脚はアルミニウムハニカム構造のカーボンファイバーで作られています。4本の脚は、打ち上げ時には各コアの側面に沿って格納され、着陸直前に外側と下方に伸びます。[72]
ロケットの仕様
ファルコン・ヘビーは、第1段コアに取り付けられた4.5メートル（15フィート）のインターステージを使用している。[73] これは、アルミニウムのハニカムコアとそれを囲むカーボンファイバーの表面シートプライからなる複合構造である。ファルコン9とは異なり、ブロック5センターコアブースターのインターステージの黒い熱保護層は、おそらくファルコン・ヘビーのロゴの美観を考慮したため、これまでのファルコン・ヘビーの飛行で見られるように後に白く塗装され、灰色がかった外観になっている。[74]打ち上げ時の車両の全長は70メートル（230フィート）で、燃料の総質量は1,420トン（3,130,000ポンド）である。どの段も回収しない場合、ファルコン・ヘビーは理論上、63.8トン（141,000ポンド）のペイロードを低地球軌道に投入するか、16.8トン（37,000ポンド）を金星または火星に投入することができる。[73]しかし、構造上の制限により、ファルコン・ヘビーが持ち上げられる最大重量は減少する。[75]
ファルコン・ヘビーには第一段回収システムが搭載されており、SpaceXは第一段ブースターを打ち上げ場所に戻すとともに、主要ミッション要件の完了後に自律宇宙港ドローン船のバージに着陸した後に第一段コアを回収することができる。これらのシステムには4つの展開可能な着陸脚が含まれており、上昇中に各第一段タンクコアに対して固定され、着陸直前に展開される。ファルコン・ヘビーの第一段回収作業用に確保された余剰推進剤は、必要に応じて主要ミッションの目的で使用するため転用され、ミッションを成功させるのに十分なパフォーマンスマージンを確保する。静止トランスファー軌道（GTO）への公称ペイロード容量は、3つの第一段コアすべてを回収した状態で8トン（1万8,000ポンド）であり（打ち上げ1回あたりの価格は9,700万米ドル）、完全使い捨てモードでは26.7トン（5万9,000ポンド）である。ファルコンヘビーは、2つのサイドブースターのみを回収すれば、16トン（35,000ポンド）のペイロードをGTOに投入することもできる。[73]
機能
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部分的に再利用可能なファルコン・ヘビーは、NASAの有人宇宙飛行審査委員会が使用する分類システムによれば、 20～50トン（44,000～110,000ポンド）を低地球軌道（LEO）に打ち上げることができる、重量物打ち上げ範囲の打ち上げシステムに分類されます。[76]完全に使い捨てのファルコン・ヘビーは、低地球軌道への最大ペイロードが64トン（141,000ポンド）の超重量物打ち上げカテゴリに分類されます。
当初の構想（ファルコン9-S9 2005）では、LEOへのペイロードは24.75 t（54,600ポンド）と想定されていたが、2011年4月までに最大53 t（117,000ポンド）[77] 、静止トランスファー軌道（GTO）ペイロードは最大12 t（26,000ポンド）[78]になると予測された。 2011年の後の報告書では、LEOを超えるペイロードがさらに高くなると予測されており、静止トランスファー軌道には19 t（42,000ポンド）、[ 79]月周回軌道には16 t（35,000ポンド）、火星への火星横断軌道には14 t（31,000ポンド）とされている。[80] [81]
2013年後半までに、スペースXはファルコンヘビーの予定GTOペイロードを21.2トン（47,000ポンド）に引き上げた。[82]
2017年4月、ファルコンヘビーのLEOペイロード予定量は54.4トンから63.8トン（12万ポンドから14万1千ポンド）に引き上げられた。最大ペイロードは、ロケットが3つの第1段ブースターを回収せずに完全に使い捨ての打ち上げプロファイルで飛行したときに達成される。 [1]コアブースターのみが消費され、2つのサイドブースターが回収された場合、ペイロードのペナルティは約10％になるとマスクは見積もっており、それでもLEOへの打ち上げ能力は57トン（12万6千ポンド）を超える。[83] 3つのブースターすべてをドローン船に着陸させるのではなく発射場に戻すと、LEOへのペイロードは約30トンになる。[84]
再利用性
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2013年から2016年にかけて、SpaceXはFalcon 9の再利用可能なロケットアーキテクチャの開発を並行して行いました。これはFalcon Heavyの部品にも適用されます。早い段階で、SpaceXはすべてのロケットステージが最終的に再利用可能になることへの希望を表明していました。[85] SpaceXはそれ以来、 Falcon 9の第一段の定期的な陸上および海上回収を実証し、複数のペイロードフェアリングの回収に成功しています。[86] [87] Falcon Heavyの場合、2つの外側のコアは飛行の早い段階でロケットから分離するため、Falcon 9の打ち上げプロファイルよりも低速で移動しています。[72] Falcon Heavyの初飛行では、SpaceXは第二段の回収を試みることを考えていましたが、[88]この計画は実行されませんでした。
ファルコン・ヘビーの静止トランスファー軌道（GTO）へのペイロード性能は再使用技術によって低下したが、価格ははるかに低かった。3つのブースターコアすべてを回収すると、GTOペイロードは8トン（18,000ポンド）になる。[1]中央のコアが消耗している状態で外側の2つのコアのみが回収された場合、GTOペイロードは約16トン（35,000ポンド）になる。[73]比較すると、2024年4月まで2番目に重い現代のロケットである完全に使い捨てのデルタIVヘビーは、GTOに14.2トン（31,000ポンド）を運ぶことができる。[89]
推進剤のクロスフィード
ファルコン・ヘビーはもともと「推進剤クロスフィード」機能を備えて設計されており、これによりセンターコアエンジンは2つのサイドコアが分離するまで燃料と酸化剤を供給される。[90]このアプローチは以前、ウラジミール・チェロメイがUR-700打ち上げシステム用に提案していた。打ち上げからすべてのエンジンをフル推力で稼働させ、燃料は主にサイドブースターから供給することで、サイドブースターの燃料が早く枯渇し、早期に分離することで加速される質量を減らすことができる。これにより、ブースター分離後もセンターコアの推進剤のほとんどが利用可能になる。[91]
マスク氏は2016年にクロスフィードは実施されないと述べた。[92]代わりに、中央のブースターは燃料を節約するために離陸後すぐにスロットルを下げ、サイドブースターが分離した後にフル推力を再開する。[3]
発売価格
2004年5月、米国上院商務科学運輸委員会に出席したマスクは、「長期計画では、顧客の需要があれば、大型ロケット、さらには超大型ロケットの開発も予定しています。サイズが大きくなるごとに、軌道投入コスト1ポンド当たりが大幅に下がると予想しています。最終的には、1ポンド当たり500ドル以下は十分に達成可能だと考えています」と証言した。[93] 2011年にマスクが述べたこの1,100ドル/kg (500ドル/ポンド) という目標は、2001年の調査で1ポンド当たりのコストが最も低いLEO対応打ち上げシステムである、3,500万～5,000万ドルで14トン (31,000ポンド) をLEOに運ぶことができる中型ロケットのゼニットのコストの35%に相当します。[94] 2011年にスペースXは、年間4回の打ち上げを維持できれば低地球軌道到達コストは1kgあたり2,200ドル（1ポンドあたり1,000ドル）まで下がる可能性があると述べ、2011年時点では最終的には年間10機のファルコンヘビーと10機のファルコン9を打ち上げる計画を立てていた。[80]
ファルコン・ヘビーの打ち上げ価格は開発の進行とともに変更されており、ファルコン・ヘビーの様々なバージョンの発表価格は、2011年には8,000万～1億2,500万ドル、 [77] 2012年には8,300万～1億2,800万ドル、[78] 2013年には7,700万～1億3,500万ドル、 [95] 2014年にはGTOへの最大6.4トン（14,000ポンド）で8,500万ドル、2016年にはGTOへの最大8トン（18,000ポンド）で9,000万ドルとなっている。[96]
2017年から2022年初頭までの価格は、LEOへの63.8トン（141,000ポンド）、またはGTO（完全使い捨て）への26.7トン（59,000ポンド）で1億5,000万ドルと発表されています。[97]これは、LEOへの1kgあたり2,350ドル、GTOへの1kgあたり5,620ドルの価格に相当します。2022年の再利用可能な打ち上げの公表価格は9,700万ドルでした。[98] 2022年にNASAはSpaceXと契約し、ナンシーグレースローマン宇宙望遠鏡をファルコンヘビーで打ち上げ、打ち上げサービスやその他のミッション関連費用を含めて約2億5,500万ドルを支払いました。[99]
これに最も近い米国のロケットはULAのデルタIVヘビーで、LEOペイロード容量は28.4トン（63,000ポンド）で、LEOへのコストは1kgあたり12,340米ドル、GTOへのコストは1kgあたり24,630米ドルである。[100]デルタIVヘビーは2024年に退役した。
2024年以降の競合としては、SpaceXのStarship（LEOまで100トン以上）、Blue Originの New Glenn（LEOまで45トン）、Relativity SpaceのTerran R（LEOまで34トン）、United Launch Alliance（ULA）のVulcan Centaur（LEOまで27トン）などが考えられる。
打ち上げとペイロード
ファルコン9の性能向上により、インテルサット35e [101]やインマルサット5 F4 [102]など、GTOに運ばれたより重い衛星のいくつかは、ファルコン・ヘビーのデビュー前に打ち上げられた。スペースXは、ファルコン・ヘビーの商業打ち上げは、初飛行の成功から3〜6か月後になると予想していたが、[103] [104]遅延により、最初の商業ペイロードであるアラブサット6Aは、初飛行から1年2か月後の2019年4月11日に正常に打ち上げられた。スペースXは、2021年以降、毎年10回の打ち上げを希望していたが、[105] 2020年と2021年には打ち上げがなかった。
今後の発売
最初の商業契約
2012年5月、スペースXはインテルサットがファルコン・ヘビーの飛行に関する最初の商業契約を締結したと発表した。インテルサットの最初の打ち上げがいつ行われるかは当時は確認されていなかったが、契約ではスペースXが衛星を静止トランスファー軌道（GTO）に運ぶことになっていた。[190] [191] 2016年8月、このインテルサットの契約は、2017年第3四半期にインテルサット35eを軌道に乗せるファルコン9フルスラストミッションに再割り当てされたことが明らかになった。 [54] 2012年の発表以来ファルコン9の機体ファミリーの性能が向上し、使い捨ての飛行プロファイルでGTOに8.3トン（18,000ポンド）を搭載できると宣伝されたことで[192]、ファルコン・ヘビーの派生型にアップグレードすることなくこの6トンの衛星の打ち上げが可能になった。
2014年、インマルサットはファルコン・ヘビーによる打ち上げを3回予約したが[193]、遅延のため、2017年にはペイロードをアリアン5に変更した。[194]インテルサット35eの場合と同様に、この契約の別の衛星であるインマルサット5-F4は、打ち上げ能力の増加によりファルコン9フルスラストに変更された。[55]残りの契約は、2020年にファルコン9でインマルサット6 F1を打ち上げることだった。[195]
国防総省の契約
2012年12月、スペースXは米国国防総省（DoD）との最初のファルコン・ヘビー打ち上げ契約を発表した。米国空軍 宇宙ミサイルシステムセンターは、スペースXに2つの進化型使い捨てロケット（EELV）クラスのミッションを授与した。これには、ファルコン・ヘビーの宇宙試験プログラム2（STP-2）ミッションが含まれており、当初は2017年3月に打ち上げられる予定だった。[196] [197]高度700km（430マイル）、傾斜角70.0°のほぼ円軌道に投入される予定だった。[198]
2015年4月、スペースXは、国家安全保障衛星を打ち上げるためのファルコンヘビーロケットの認証プロセスを概説した最新の意向書を米空軍に送った。このプロセスには、連続2回の飛行成功を含むファルコンヘビーの3回の飛行成功が含まれており、書簡では、ファルコンヘビーは2017年までに国家安全保障ペイロードを飛ばせる状態になると述べられていた。[199]しかし、2017年7月、スペースXは最初のテスト飛行を2017年12月に実施し、2回目の打ち上げ（スペーステストプログラム2）を2018年6月に延期すると発表しました。[53] 2018年5月、ファルコン9ブロック5バリアントの最初の打ち上げの際に、2018年10月へのさらなる延期が発表され、打ち上げは最終的に2019年6月25日に延期されました。[52] STP-2ミッションでは、3つのブロック5コアが使用されました。[200]
SpaceXは、2024年から2027年にかけて、複数の打ち上げ、垂直統合施設、大型フェアリングの開発を含む国家安全保障宇宙打ち上げ（NSSL）契約の第2フェーズの打ち上げの40％を獲得した。 [201]
宇宙テストプログラム2（STP-2）ミッション
国防総省のSTP-2ミッションのペイロードには、米軍、NASA、研究機関からの25機の小型宇宙船が含まれていた。 [53]
グリーン推進剤注入ミッション（GPIM）はペイロードであり、毒性の少ない推進剤を実証するために米国空軍によって部分的に開発されたプロジェクトである。[122] [202]
もう一つの二次ペイロードは、自律航行を可能にすると期待される小型の深宇宙原子時計である。 [203]空軍研究所の実証科学実験（DSX）は、質量が500kg（1,100ポンド）で、超低周波の電波が宇宙放射線に与える影響を測定する。[53]英国の「軌道テストベッド」ペイロードは、いくつかの商業および軍事実験をホストしている。
その他の小型衛星には、ジョージア工科大学の学生が3Dプリントスラスタと小型ジャイロスコープをテストするために製作したProx 1、惑星協会のLightSail、[121] 、ミシガン工科大学のOculus-ASRナノ衛星、 [ 129]、アメリカ空軍士官学校、海軍大学院、アメリカ海軍研究所、テキサス大学オースティン校、カリフォルニア工科州立大学のCubeSat、フロリダ州メリットアイランド高校の学生が組み立てたCubeSatなどがある。[53]
ブロック5の2段目は、複数回の再点火により、多数のペイロードを複数の軌道に乗せることが可能であった。打ち上げには5トン（11,000ポンド）のバラスト質量が含まれる予定であったが[204]、後にペイロードスタックの総質量3.7トン（8,200ポンド）からバラスト質量が省略された。[205]
NASAの契約
太陽系輸送ミッション
2011年、NASAエイムズ研究センターは、ファルコン・ヘビーを打ち上げ機および火星間輸送機として、そしてドラゴンカプセルの派生型を火星の大気圏に突入させるために使用するレッドドラゴンと呼ばれる火星ミッションを提案した。提案された科学的目標は、バイオシグネチャーを検出し、地表下に存在することが知られている水氷の貯留層をサンプル採取するために、地下1メートル（3.3フィート）ほどを掘削することであった。2011年時点でのミッション費用は、打ち上げ費用を除いて4億2500万ドル未満と予測されていた。[206] SpaceXの2015年の見積もりでは、火星の表面まで2,000〜4,000kg（4,400〜8,800ポンド）を運び、パラシュートと耐熱シールドを使用した限定的な大気圏減速の後、軟着陸で逆噴射着陸を行うというものだった。[207]レッドドラゴンのコンセプトを超えて、スペースXはファルコンヘビーとドラゴン2が太陽系の多くの場所、特に木星の衛星エウロパに科学ペイロードを運ぶ可能性を見出していた。[207]スペースXは2017年にドラゴン2の推進着陸はこれ以上開発されず、カプセルには着陸脚が取り付けられないことを発表した。その結果、火星へのレッドドラゴンミッションはキャンセルされ、代わりに別の着陸技術を使用する大型の乗り物であるスターシップが採用された。 [208][アップデート]
月面ミッション
ファルコン・ヘビーは、ルナ・ゲートウェイの初期モジュールである電力・推進要素（PPE）と居住・物流拠点（HALO）の打ち上げロケットです。[209]複雑さを軽減するために、[210] NASAは2021年2月に、最初の2つの要素を単一のファルコン・ヘビー打ち上げロケットで打ち上げ、2025年より早くならない打ち上げを目標にしていると発表しました。 [63] [185]統合打ち上げに切り替える前に、NASAは2020年4月にファルコン・ヘビーをPPE単独打ち上げ用の打ち上げロケットとしてリストしました。[211]
2020年3月、ファルコン・ヘビーは月ゲートウェイへの補給ミッションの初受注を獲得し、新型ドラゴンXL宇宙船を月周回軌道に投入した。[176]
プシュケ、ユーロパ クリッパー、 そしてトンボ
NASAは金属小惑星へのサイケミッションの打ち上げロケットとしてファルコン・ヘビーを選択し、2023年10月13日に打ち上げられた。 [212]契約額は1億1,700万ドルであった。[213] [214] [215]
エウロパ・クリッパーは当初SLSロケットで打ち上げられる予定だった。しかし、大幅な遅延のため、2021年にNASAは完全に使い捨てのファルコン・ヘビーの打ち上げ契約をSpaceXに授与した。[216]
土星の衛星タイタンへの回転翼航空機ミッションであるドラゴンフライは、ファルコンヘビーで飛行します。発表された打ち上げ日は2028年7月です。<ref>「NASAがドラゴンフライミッションの打ち上げサービス契約を締結」。2024年11月26日閲覧。
参照
注記
- ^ その後海上で行方不明
- ^ ブースターとセンターコアが回収された場合、それは大型打ち上げロケットとしてのみ適格となる。
- ^ ファルコン92機を含む2億9700万ドルの契約から[133] [134]
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ファルコンヘビーには多くのリスクが伴います。車両が軌道に乗らない可能性が非常に高いです...パッドから十分に離れ、パッドに損傷を与えないことを願います。正直に言うと、それだけでも勝利だと考えています。...ファルコンヘビーは素晴らしい車両になると思います。地上でテストすることが本当に不可能なことがたくさんあります。最善を尽くします。...実際には、ファルコンヘビーを実行するのは思っていたよりもはるかに困難でした。最初は本当に簡単に聞こえます。ストラップオンブースターとして第1ステージを2つ取り付けるだけです。それがどれほど難しいことでしょうか？しかし、その後すべてが変わります。 [負荷が変わり、空気力学が完全に変わり、振動と音響が3倍になり、すべてのハードウェアの認定レベルが破られ、センターコア機体と分離システムを再設計する] ... 当初考えていたよりもはるかに困難でした。私たちはそれについてかなり無知でした。 ... しかし最適化すると、Falcon 9の2.5倍のペイロード容量になります。
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外部リンク
- ファルコンヘビー公式ページ
- ファルコンヘビーの飛行アニメーション、2018年2月
- イーロン・マスク、ファルコン・ヘビーが宇宙旅行にどんな変化をもたらすかを語る、The Verge YouTube